Cytosquelette et organisation des cellules épithéliales Flashcards
Quelles sont les 4 grandes fonctions du cytosquelette?
- Architecture (forme de la cellule, stabilité et résistance)
- Transport intracellulaire (diriger les composantes et organises à l’intérieur de la cellule)
- Migration cellulaire
- Division cellulaire
De quoi est formé le cytosquelette?
De réseaux plus ou moins dynamiques de 3 types de filaments:
- Microtubules
- Filaments intermédiaires
- Actine
Taille des microtubules
20 nm
Taille des filaments intermédiaires
10 nm
Taille de l’actine
5 nm
Que contrôlent les réseaux de fibres (3)?
- Le mouvement
- La communication intracellulaire
- L’intégrité structurale
Le centrosome est le…
… site de nucléation des filaments (donc d’où ils sortent tous)
Chaque composante du cytosquelette possède (1), ce qui fait que les filaments sont (2), mais qu’ils peuvent tout de même (3)
- Une distribution qui lui est propre dans la cellule
- Distincts et séparés
- Communiquer, notamment grâce à des protéines
Que fait l’actinie avec l’ATP?
Elle lie et hydrolyse l’ATP
Qu’est-ce que la nucléation?
L’initiation de la polymérisation
Comment se fait la nucléation des filaments d’actine?
Elle est catalysé par d’autres protéines
Que se passe-t-il à l’extrémité + d’un filament d’actine?
La polymérisation de l’actine-ATP (l’actinie-G globulaire se polymérise en actine-F filamenteuse)
Que se passe-t-il à l’extrémité - d’un filament d’actine?
L’hydrolyse d’ATP change l’actinie-ATP en actine-ADP, qui se désassemble (dépolymérisation)
Quelles sont les 2 protéines accessoires de l’actine?
- La profiline
- La cofiline
Quelle est la fonction de la profiline?
Elle inhibe la nucléation spontanée et accélère la polymérisation
À quoi se lie la profiline?
À l’actine-ATP sous forme globulaire (sous-unités)
Quelle est la fonction de la cofiline?
Elle coupe les filaments donc accélère la dépolymérisation
À quoi se lie la cofiline?
À l’actine-ADP sous forme filamenteuse
Quelles sont les 2 grandes catégories structurales de filaments d’actine?
- Filaments en parallèle
- Réseau branché
Quels sont les 5 types de filaments parallèles d’actine?
- Microvillosités
- Fibres de stresse
- Extensions en doigts (filopodes)
- Anneau contractile de la division cellulaire
- Ceinture d’adhérence
Quels sont les 2 types de réseau branché de filaments d’actine?
- Extensions en feuillet (lamellipodes)
- Cortex cellulaire
Quels sont les 2 mécanismes de nucléation d’actine-F?
- Complexe Arp2/3 pour les filaments branchés
- Formine pour les filaments non-branchés
Comment fonctionne la nucléation de filaments d’actine branchés par le complexe Arp2/3?
- Nucléation d’un filament fille sur un filament mère pré-existant à 70 degrés
- Arp 2/3 se situe à l’extrémité - du filament fille
- Les unités d’actine-ATP globulaires liés à de la profiline s’ajoutent à l’extrémité + de la cellule
Comment fonctionne la nucléation de filaments d’actine non-branchés par les formines?
- 2 molécules de foraine forment un dimère (ressemblant à un beigne)
- Le dimère se lie à l’extrémité + du nouveau filament et y ajoute les unités d’actine-ATP globulaires liés à de la profiline
Quelles sont les 4 étapes du cycle de la vie d’un filament d’actine (10 secondes)?
- Assmblage
- Stabilisation et liaison
- Désassemblage
- Recyclage
Qu’est-ce que l’unité capZ?
Une protéine se liant à l’extrémité + d’une cellule dont la fonction est de stabiliser le filament (étape 3 du cycle de la vie d’un filament d’actine) pour empêcher une dépolymérisation immédiate
Quelles sont les 8 protéines accessoires des filaments d’actine?
- ARP2/3
- Cofiline
- CapZ
- Protéines de liaison croisée
- Tropomyosine
- Myosine
- Fimbrine
- Profiline
ARP2/3: fonction
Protéine de nucléation
Cofiline: fonction
Protéine de coupure
CapZ: fonction
Protéine de coiffe (bloquant l’extrémité)
Tropomyosine: fonction
Protéine de liaison latérale (structure, stabilité aux filaments d’actine)
Myosine: fonction
Protéine motrice
Fimbrine: fonction
Protéine créant des faisceaux dans les filopodes pour créer des faisceaux de filaments ordonnés
Profiline: fonction
Protéine séquestrant les monomères
Le lamellipode correspond au (1) d’une cellule migratoire, formant ainsi le (2)
- Site de migration
2. Cône de croissance
Le cycle de polymérisation/dépolymérisation des filaments d’actine branchés est…
… dynamique, en continuité (assemblage/désassemblage/recyclage constant)
Quel est le rapport entre les filaments d’actine branchés et la membrane cellulaire?
Les filaments d’actine branchés exercent une force à la membrane (ils forment un cortex qui la tapisse à l’intérieur)
Dans quel sens la polymérisation des filaments d’actine branchés se fait-elle?
De la membrane cellulaire vers le centre de la cellule
Quels sont les 3 types de filaments d’actine essentiels pour la migration d’une cellule?
- Faisceau contractile (qui sont un peu comme des fibres de stresse)
- Lamellipodes
- Filopodes
Vers où est orientée la polarité des faisceaux contractiles, des lamellipodes et des filopodes dans une cellule migratoire?
- Faisceau contractile: polarité mélangée
- Lamellipode: toute la polarité à peu près vers l’avant (vers l’extrémité conductrice de la cellule)
- Filopode: toute la polarité vers l’avant parallèlement (vers l’extrémité conductrice de la cellule)
Comment la migration d’une cellule se fait-elle?
Par protrusion à l’extrémité conductrice et contraction à l’arrière
- À la base, la cellule possède plusieurs adhésions à la matrice extra-cellulaire
- Le lamellipode fait protrusion vers l’avant, créant de nouvelles adhésions à la matrice extra-cellulaire et mettant le cortex d’actine branché sous tension
- Les points d’adhésion à l’arrière de la cellule se détachent alors que la myosite-II, une protéine motrice, contracte l’arrière de la cellule
- Il y a traction vers l’avant
Qu’est-ce que la chimiotaxie?
Une forme de migration au cours de laquelle la cellule suit un signal
La polymérisation de l’actine est contrôlée par la stimulation des récepteurs de chémokine sur la membrane plasmique par des molécules de chémokine, activant localement le complexe ARP2/3 (donc la polymérisation locale de l’actine)
Le lamellipode avance donc en suivant le gradient de signal
Que retrouve-t-on dans les microvillosités? (2)
Des filaments d’actine en parallèle et de la fimbrine (protéine organisant l’actine dans les microvillosités entre conservant un espace entre chaque filament)
Qu’est-ce que la myosine?
Des protéines motrices
Qu’est-ce que la ceinture d’adhérence/zonula adherens?
Une zone intra-cellulaire située sous le niveau des jonctions serrées formée d’actine et de myosine dont la fonction est de maintenir la structure du tissu
La ceinture d’adhérence se situe en intra-cellulaire, mais que retrouve-t-on en extra-cellulaire au même niveau?
Les jonctions adhérentes
De quoi sont formées les jonctions adhérentes?
Protéines nommées cadhérines
Qu’est-ce que les jonctions adhérentes?
Des jonctions ayant une partie extra-cellulaire qui lient 2 cellules entre elles et une partie intra-cellulaire qui se lie à la ceinture d’adhérence
De quoi est formé l’anneau contractile?
D’actine et de myosine (moteur, donne la force nécessaire pour fermer l’anneau)
Quelle est la fonction de l’anneau contractile?
Pincer la cellule en 2 lors de la division cellulaire
Quelle est la composition de la myosine?
2 têtes et 2 queues torsadées
Où retrouve-t-on la myosine?
Dans toutes les cellules du corps!
Quelles 3 formes (3 niveaux possibles) la myosine peut-elle prendre dans les cellules musculaires?
- Filament
- Filament épais bipolaire (avec une région nue au centre)
- Myofilaments
À quoi se lient les têtes des filaments de myosine?
À des filaments d’actine
Comment se produit l’interaction entre une tête de myosine et un filament d’actine?
- La tête de myosine est attachée à un filament d’actine
- La tête de myosine se dissocie de l’actinie lorsque l’ATP se fixe à elle
- L’hydrolyse d’ATP fait changer la tête de conformation: elle se redresse, de déplaçant vers l’extrémité + de l’actine (plus proche du disque Z d’un sarcomère)
* * L’ADP est toujours attachée à la tête - La tête de myosine se lie à nouveau au filament d’actine, mais cette fois dans sa nouvelle conformation (plus vers l’extrémité +)
- L’ADP se détache, ce qui fait revenir la tête de myosine à sa position initiale, tirant par le même coup sur l’extrémité + du filament d’actine (CONTRACTION)
Que se passe-t-il en cas de déplétion d’ATP par rapport à la contraction musculaire?
- Crampe
- Rigidité
La tête de myosine ne peut plus se détacher du filament d’actine
Quels sont les autres rôles des filaments d’actine, autre que la mobilité cellulaire et la contraction musculaire? (3)
- Endocytose (formation de vésicules)
- Propulsion de vésicules (queues de comète) par polymérisation induite à la surface des vésicules
- Transport intracellulaire de vésicules sur de courtes distances
Qu’est-ce qu’un microtubule?
Un cylindre creux formé de 13 protofilaments composés d’hétérodimères de tubulaires alpha et bêta liés à la GTP
Les microtubules sont-ils polarisés?
Oui
- Extrémité + vers la membrane cellulaire
- Extrémité - au niveau du centrosome
Où se fait la nucléation des microtubules?
À l’extrémité - au niveau du centrosome
Où se fait la polymérisation des microtubules?
À l’extrémité +
Où se fait la dépolymérisation des microtubules?
À l’extrémité +
Quelle étape est nécessaire à la dépolymérisation des microtubules?
L’hydrolyse de GTP (lié aux hétérodimères de tubulaire alpha et bêta)
De quoi est formé le centrosome?
D’une paire de centrioles (1 mère, 1 fille) à 90 degrés composés de microtubules stables et entourés de matrice péricentriolaire
Que retrouve-t-on à la surface du centrosome?
Des anneaux de gamma-tubuline qui constituent des gabarits pour la nucléation des microtubules
Comment se produit la polymérisation/dépolymérisation des microtubules?
- Les hérétodimères d’alpha-bêta tubuline sous forme GTP s’additionnent à l’extrémité + du microtubule
- L’addition se fait plus vite que l’hydrolyse du GTP, créant une coiffe GTP à l’extrémité + du microtubule et empêchant ainsi sa dépolymérisation immédiate
- Lorsque toutes les molécules de tubuline-GTP ont été hydrolysées en tubuline-GDP, le microtubule se dépolymérise (parce qu’il n’y a plus de coiffe GTP)
Comment appelle-t-on la dépolymérisation des microtubules?
Le catastrophe
Qu’est-ce que l’instabilité dynamique des microtubules?
Le fait que chaque microtubules grandit et se raccourcit (depuis le centrosome) de façon indépendante de ses voisins
Quelles sont les 4 protéines accessoires associées aux microtubules?
- Découpeurs
- Stabilisateurs/déstabilisateurs
- Moteurs
- Nucléateurs
Les microtubules sont les […] de la cellules
Autoroutes
Quelle est la fonction principales des microtubules?
Le transport intra-cellulaire de vésicules sur de LONGUES DISTANCES
Qu’est-ce qui voyage sur les microtubules?
Des protéines motrices: kinésine et dynéine
Dans quel sens se déplace la kinésine?
Vers l’extrémité +
Dans quel sens se déplace la dynéine?
Vers l’extrémité -
Quel est le rôle des microtubules dans le système nerveux?
Le transport axonal
- Kinésine = transport vers le synapse
- Dynéine = transport vers le corps cellulaire
Combien de centrosomes possédons-nous?
1 ou 2 (2 pendant la duplication cellulaire pré-division)
Dans quoi s’ancrent toutes les extrémités - des microtubules d’une cellule?
La matrice péricentriolaire du centrosome
Quelles sont les 2 grandes fonctions du centrosome?
- Nucléation des microtubules
- Organisation des microtubules interphasiques et du fuseau mitotique (coordination des chromosomes durant la division cellulaire)
Qu’est-ce qu’un kinétochore?
Un complexe de protéines lié à un chromosome au niveau du centromère (milieu du chromosome), formé en prophase et qui constitue une site de liaison aux extrémités + des microtubules
À quoi sert le kinétochore?
- Signalement du début de l’anaphase
- Métaphase: les microtubules tirent sur les kinétochores pour aligner les chromosomes
- Anaphase: les microtubules tirent sur les kinétochores pour amener les chromosomes de chaque côté de la cellule
Lors du traitement du cancer, les microtubules seront visés par (1) parce que (2)
- La chimiothérapie
2. Les cellules cancéreuses utilisent les microtubules pour se multiplier
Quelles 2 structures cellulaires spécialisées sont formées de microtubules?
- Cils
- Flagelles
Les cils et les flagelles sont […] que les microvillosités
Plus larges
Quelles sont les 2 parties d’un cil/flagelle dans lesquelles on peut observer une organisation de microtubules?
- Corps basal (à l’intérieur de la membrane)
- Axoneme (structure à la base du cil/flagelle)
Dans les cils/flagelles, on trouve des microtubules, mais on trouve également des (1) tout de long de (2) qui ont le rôle de (3)
- Dynéines internes et externes
- Axonème
- Moteur moléculaire qui agissent sur les microtubules
Quels sont les 2 types de cils?
- Vibratiles
- Primaires
Les cils vibratiles sont…
… motiles
Les cils primaires sont…
… sensoriels
Quelle est la structure micro-tubulaire des cils vibratiles?
9 + 2 (9 MT en périphérie, 2 MT au centre)
Quelle est la structure micro-tubulaire des cils primaires?
9 + 0 (9 MT en périphérie)
Comment se fait le battement d’un flagelle/cil?
Le moteur de dynéine utilise de l’ATP pour déplacer les microtubules dans l’axonème
Où trouve-t-on des cils vibratiles et pourquoi?
- Épithélium respiratoire/trachée: mouvement de mucus
- Cellules ciliées de l’épendyme qui tapissent les ventricules cérébraux
- Oviducte (trompe de Fallope): mouvement des ovocytes
Les cils vibratiles se trouvent sur des cellules…
… multiciliées
Où trouve-t-on les cils primaires et combien en a-t-on par cellule?
1/cellule sur presque toutes les cellules du corps en quiescente (phase G0, hors du cycle cellulaire)
Les cils primaires sont-ils mobiles?
Non
Comment fonctionnent les cils primaires? (2)
- Mécanorécepteurs (sensibilité physique)
- Antenne pour des ligands (signalisation cellulaire grâce aux récepteurs contenus dans les cils)
Le cil primaire est un dérivé du…
… centrosome (comme un immense centriole)
Que se passe-t-il avec le cil primaire si la cellule entre dans le cycle cellulaire (elle n’est plus en quiescence)?
Le cil est réabsorbé et les centrioles redeviennent un centrosome
De quoi sont composés les filaments intermédiaires?
De protéines filamenteuses
Les filaments intermédiaires sont les moins (1) de la cellule, mais les plus (2)
- Dynamiques
2. Résistants à la tension
Que constituent les filaments intermédiaires?
Un squelette tenant en place les structures internes de la cellule et renforçant les cellules conter les agressions mécaniques
Où retrouve-t-on le plus de filaments intermédiaires (quelles cellules)?
Dans les cellules subissant beaucoup de stress mécanique
Les filaments intermédiaires sont-ils polarisés?
Non!
Quelle est l’unité de base des filaments intermédiaires?
Des tétramères antiparallèles (2 dimères d’hélices alpha du monomère superenroulées superposés en sens inverse)
Selon le type de tissu dans lequel ils se retrouvent, les filaments intermédiaires…
… diffèrent
Quels sont les 5 types importants de filaments intermédiaires à apprendre et où se situent-ils respectivement?
- Kératine dans l’épithélium (peau, ongles, cheveux)
- Desmine dans les cellules musculaires
- Neurofilaments dans les neurones
- Vimentine dans le tissu conjonctif
- Lamines nucléaires dans tous les noyaux
Que forment les tétramères antiparallèles lorsqu’ils s’assemblent?
Des unit length filaments
Que forment les unit length filaments lorsqu’ils s’assemblent?
Des filament intermédiaires
Quelles sont les 3 grandes fonctions des filaments intermédiaires?
- Structure
- Élasticité
- Résistance à l’étirement
Les filaments intermédiaires de kératine de 2 cellules forment une connexion au niveau des…
… desmosomes
Qu’est-ce qu’une lamine nucléaire?
Une couche de filaments élastiques retrouvée dans toutes les cellules nucléées entre l’enveloppe nucléaire et la chromatine qui définit le noyau en soutenant l’enveloppe nucléaire
Quelles sont les 3 spécialisations du pôle cellulaire apical ainsi que leur origine du cytosquelette?
- Microvillosités (actine)
- Cils (microtubules)
- Stéréocils dans l’oreille (actine)
Qu’est-ce que les stéréocils?
Des MICROVILLOSITÉS spécialisées à base d’actine qui sont des mécanotransducteurs de l’audition
Comment fonctionnent les stéréocils?
Lorsqu’il y a une onde sonore, la matrice extracellulaire gélatineuse se déplace avec l’endolymphe, inclinant ainsi les cils et envoyant un signal au cerveau via les neurones sensoriels
Quelles sont les 2 spécialisations des surfaces cellulaires latérales?
- Interdigitations latérales de la membrane
- Jonctions
Quels sont les 3 types (et 2 sous-types) de jonctions des surfaces cellulaires latérales?
- Serrées/étanches
- D’ancrage (jonctions adhérentes + desmosomes)
- Communicantes/jonction GAP
Qu’est-ce que les interdigitations latérales?
Des replis de membrane intracellulaires qui facilitent les interactions intercellulaires dans l’épithélium
Quelles jonctions forment les complexes de jonction en ordre d’apical à basal?
- Jonctions serrées
- Jonctions adhérentes
- Desmosomes
Les jonctions serrées sont…
Imperméables
Que retrouve-t-on dans les jonctions serrées?
Des protéines membranaires contenues dans des radeaux lipidiques, soit des occludines et des claudines
Quelles sont les 4 fonctions des jonctions serrées?
- Maintenir les cellules ensemble
- Bloquer le passage d’ions entre les cellules
- Séparer la membrane apicale des autres régions de la membrane, empêchant la diffusion de lipides et de protéines À L’INTÉRIEUR de la membrane
- Bloquer le passage de molécules de l’extérieur dans le tissu (barrière)
De quoi sont constituées les jonction d’ancrage/adhérentes? (2)
- Protéines transmembranaires CADHÉRINES qui se lient entre elles et se connectent À L’ACTINE du cytosquelette
- Ion ou protéine de liaison intermédiaire extracellulaire (ex: calcium) nécessaire à la liaison
Dans quelle région du corps trouve-t-on particulièrement beaucoup de jonctions adhérentes?
Dans l’épithélium intestinal
Quel est le rôle des desmosomes?
Lier 2 cellules ensemble
Quelles sont les protéines transmembranaires associées aux desmosomes et comment fonctionnent-elles?
Des CADHÉRINES transmembranaires qui interagissent dans l’espace extracellulaire et se connectent aux FILAMENTS INTERMÉDIAIRES cytoplasmiques
Que permettent les jonctions gap? (2)
La communication entre cellules
- Les ions/petites molécules peuvent y passer via des canaux
- Connexion électrique dans les cellules des muscles lisse et cardiaque pour permettre des contractions synchronisées
Quelle est la structure des jonctions GAP?
Elles sont formées de CONNEXINES (protéines transmembranaires) organisées en connexons, soit des canaux hydrophiles pouvant s’ouvrir et se fermer pour laisser passer les ions/les connexions électriques
Quelles sont les 2 spécialisations du pôle cellulaire basal?
- Invaginations de la membrane plasmique
- Mécanismes d’ancrage à la lame basale
Qu’est-ce que les invaginations de la membrane plasmique au pôle basal?
Des replis de membrane plasmique qui augmentent la surface de la membrane plasmique pour l’absorption
Par quoi est sécrétée la lame basale?
La cellule qu’elle supporte (cellules épithéliales, musculaires et gliales)
Qu’est-ce qui lie la lame basale à la cellule qu’elle supporte?
Des protéines transmembranaires, les INTÉGRINES via les hémi-desmosomes et les contacts focaux
Quelles sont les 2 fonctions de la lame basale?
- Maintenir la cellule à sa place
- Assurer un lien physique entre la cellule et son environnement
À quoi est attachée la lame basale?
À la cellule qu’elle supporte ET au tissu conjonctif sous-jacent
De quoi est composée la lame basale (5)?
De glycoprotéines:
- Laminine
- Fibronectine
- Pétoglycanes
- Collagène de type 4
- Perlécans
Qu’est-ce que les hémidesmosomes?
Des jonctions qui lient les FILAMENTS INTERMÉDIAIRES du cytosquelette à la lame basale via des INTÉGRINES (protéines transmembranaires)
Qu’est-ce que les contacts focaux/plaques focales?
Des jonctions qui lient L’ACTINE du cytosquelette à la lame basale via des INTÉGRINES
Autre que l’ancrage à la lame basale, les contacts focaux/plaques focales ont une autre fonction, quelle est-elle?
La signalisation et l’adaptation des cellules aux circonstances extérieures
Comment les contacts focaux/plaques focales agissent-ils dans leur rôle de signalisation et d’adaptation des cellules aux circonstances extérieures?
Une variation de la tension exercée sur ces jonctions induit par une cascade de signaux intracellulaires des modifications importantes de la synthèse protéique
Description physique de l’actine
Filaments de 5 nm avec 2 protofilaments torsadés composés de monomères d’actine avec une polarité (extrémité + et -)
