Cytosquelette - Généralités

Question 1

Expliquer les rôles du cytosquelette

Answer 1

Le cytosquelette joue plusieurs rôles essentiels dans la cellule : il assure la forme cellulaire, permet la mobilité cellulaire et la migration, organise les organites cellulaires, et facilite la division cellulaire. De plus, il permet le transport intracellulaire des vésicules et des organelles, et il est impliqué dans les interactions avec la matrice extracellulaire et la communication entre les cellules.

Question 2

Définir les différents types de molécules d’adhésion et leurs interactions (intracellulaire-extracellulaire)

Answer 2

Les molécules d’adhésion (CAMs) sont des protéines qui facilitent l’adhésion entre les cellules ou entre les cellules et la matrice extracellulaire (MEC). Voici les principaux types et leurs interactions :

1. Intégrines : Elles se lient à la matrice extracellulaire (fibronectine, collagène) à l’extérieur de la cellule et au cytosquelette (actine) à l’intérieur de la cellule, assurant ainsi l’adhésion et la transmission de signaux cellulaires.
2. Cadhérines : Ces protéines d’adhésion homotypiques (elles se lient à des cadhérines similaires sur d’autres cellules) interagissent avec des filaments d’actine à l’intérieur de la cellule, jouant un rôle clé dans la formation des jonctions adhérentes.
3. Sélectines : Elles se lient à des glucides spécifiques à la surface des cellules, régulant les interactions entre les cellules endothéliales et les leucocytes lors de la réponse inflammatoire.
4. Immunoglobulines CAMs (IgCAMs) : Ces protéines se lient à d’autres IgCAMs ou à des molécules de la famille des cadhérines pour favoriser l’adhésion entre les cellules, particulièrement dans le système nerveux et le système immunitaire.
5. Connexines : Elles forment des connexons dans les jonctions communicantes permettant la communication directe entre les cellules, en permettant le passage de petites molécules et ions.

Ces molécules assurent la cohésion des tissus, la communication intercellulaire et la régulation de diverses fonctions cellulaires.

Question 3

Expliquer les caractéristiques générales des composantes du cytosquelette permettant leur assemblage dynamique

Answer 3

Les composants du cytosquelette (microtubules, microfilaments et filaments intermédiaires) possèdent des caractéristiques qui permettent leur assemblage dynamique :

1. Microtubules : Ils sont constitués de tubuline, dont les dimères s’assemblent et se désassemblent rapidement, permettant des changements de forme et de position de la cellule. Leur dynamique est régulée par l’hydrolyse du GTP et l’interaction avec des protéines de stabilisation et dynamique.
2. Microfilaments (actine) : Composés de monomères d’actine, ces filaments se polymérisent et se dépolymérisent en réponse à des signaux cellulaires, ce qui permet une reconfiguration rapide du cytosquelette pour des processus comme la migration cellulaire et la division cellulaire.
3. Filaments intermédiaires : Plus stables que les microtubules et microfilaments, ils sont constitués de protéines comme la kératine, la vimentine ou la desmine. Bien qu’ils soient moins dynamiques, ils assurent la résistance mécanique et la stabilité structurelle des cellules.

La capacité d’assemblage et de désassemblage de ces composants est essentielle pour permettre aux cellules de répondre à des stimuli, de se déplacer, de se diviser et de maintenir leur intégrité structurelle.

Question 4

Expliquer la relation entre le cytosquelette et la MEC/jonctions cellulaires

Answer 4

Le cytosquelette interagit étroitement avec la matrice extracellulaire (MEC) et les jonctions cellulaires pour assurer la stabilité et la fonctionnalité des cellules et des tissus. Les intégrines, des protéines de la MEC, relient le cytosquelette (principalement les filaments d’actine) à la matrice extracellulaire, permettant à la cellule de s’ancrer à son environnement et de transmettre des signaux mécaniques. Les cadhérines, présentes dans les jonctions adhérentes, connectent les cellules entre elles et à l’actine, facilitant la cohésion cellulaire. Les desmosomes et jonctions serrées stabilisent les cellules, reliant le cytosquelette des cellules adjacentes pour maintenir l’intégrité des tissus et contrôler les échanges entre cellules. Ces interactions sont essentielles pour la migration cellulaire, la réponse aux stimuli mécaniques et la déformation des tissus.

Question 5

Définir la structure et expliquer les rôles de chaque type de cytosquelette

Answer 5

Les trois types de cytosquelette jouent des rôles distincts dans la cellule, chacun ayant une structure et des fonctions spécifiques :

1. Microtubules : Composés de dimères de tubuline organisés en tubes creux, les microtubules sont impliqués dans le transport intracellulaire (en servant de rails pour les moteurs moléculaires), la division cellulaire (en formant le spindle), et le maintien de la forme cellulaire. Ils facilitent également le mouvement des cils et flagelles.
2. Microfilaments (actine) : Formés de filaments d’actine (polymères de G-actine), ils sont responsables de la forme cellulaire dynamique, de la migration cellulaire, et de la division cellulaire (cytokinèse). Ils participent également à des processus comme la phagocytose et la muscle contraction.
3. Filaments intermédiaires : Composés de diverses protéines comme la kératine, la vimentine et la desmine, ils forment des réseaux solides et stables à l’intérieur de la cellule, assurant la résistance mécanique et la stabilité structurelle, en particulier dans les tissus soumis à des tensions mécaniques (comme la peau ou les muscles).

Chaque type de filaments travaille ensemble pour garantir la forme, la mobilité et la résilience de la cellule face aux contraintes physiques.