Le cytosquelette Flashcards
Quelles sont les propriétés de l’actine-G et quelle est la différence entre l’actine-G et l’actine-F?
La G-actine est une chaîne globulaire polypeptidique. Elle est très conservée et très abondante. L’ATP/ADP peuvent s’y lier. Existe 3 isoformes: a, b et g
– a: cellules musculaires
– b et g: cellules non-musculaires
La F-actine est un filament polarisé.
Qu’est-ce que le processus de nucléation des polymères du cytosquelette? Expliquer les notions de phase de latence et de concentration critique.
Le processus de nucléation est que les sous-unités d”actine doivent s’assembler sous forme de petit noyau pour former le filament. Sinon, les sous-unités qui ne sont pas stables se désassemblent rapidement.
La phase de latence est la phase durant laquelle les sous-unités d’actine ne sont pas assez nombreuses pour être stables, donc aucun filament n’est formé.
La concentration critique (Cc) est la concentration de sous-unités libres qu’il reste lorsque l’état d’équilibre est atteint et que la taille du filament n’augmente plus.
Comment l’hydrolyse de GTP et de l’ATP en GDP et en ADP affectent la stabilité des microtubules et des microfilaments?
Les monomères d’actine dans le cytosol sont liés à ATP
• Hydrolysé en ADP une fois dans le filament
L’ADP demeure dans le filament jusqu’à la dissociation du monomère
• La forme liée à l’ATP est plus stable –> l’hydrolyse de
l’ATP réduit l’affinité du monomère, augmente la
probabilité de dissociation et favorise la dépolymérisation
Quel sont les mécanismes du « treadmilling », et quels sont les processus de catastrophe et de sauvetage
dans le comportement des microtubules et des microfilament?
Le treadmilling est lorsque la concentration en actine libre (C) est intermédiaire: Cc(T) < C < Cc(D) Cela fait que la forme D raccourcit pendant que la forme T s’allonge. Le filament reste donc de la même longueur.
Le ratio Koff/Kon (Ctes de vitesse de dissociation et d’addition) de la forme D est égale à la Cc et est > celui de la forme T.
Comment agissent la latrunculine, la cytochalasine B et la phalloidine sur les éléments du cytosquelette?
La cytochalasine B et la latrunculine dépolymérisent le cytosquelette. La phalloidine stabilise le cytosquelette.
Comment la cellule contrôle tous les aspects des filaments d’actine?
La cellule contrôle tous les aspects des filaments d’actine dans le temps et l’espace:
–> nombre, organisation, nucléation, élongation, géométrie, disponibilité des monomères, dépolymérisation, etc…
par le biais de protéines accessoires liant l’actine
Quel est le rôle de la thymosine et de la profiline dans la dynamique des microfilaments?
La thymosine lie les monomères et les empêche de polymériser
• La profiline accélère l’élongation
Contrôle local de l’activité de la profiline = contrôle la croissance des MF
• Par phosphorylation et par et son recrutement sur un phosphaditylinositol à la MP
Par quels mécanismes les protéines ARP et les formines gouvernent-elles le processus de nucléation des microfilaments?
ARP: nucléation du MF à son extrémité (-) => croissance à l’extrémité (+): » noyau
• Restent liées à l’extrémité (-)
ARP peut aussi se fixer sur le côté d’un autre MF, tout en restant lié à l’extrémité(-) du MF en croissance
=> Édification d’un réseau ramifié
Le dimère de formine induit la polymérisation en fixant 2 monomères sur l’extrémité (+)
(MF droits non ramifiée)
Comment peuvent être organisés les microfilaments?
Ils peuvent être organisés en faisceaux ou en réseaux de types gels.
ARP et formines aidés par les protéines de fasciculation et les protéines de liaison croisée formant des gels
Comment la fimbrine, l’a-actinine et la filamine relient-elles les microfilaments?
La fimbrine et l’a-actinine (protéines de fasciculation) relient les microfilaments en faisceaux parallèles, et que la filamine (protéine de liaison croisée) maintient les microfilaments en un réseau plus lâche.
Comment des protéines de fasciculation spécifiques peuvent déterminer les propriétés contractiles des réseaux d’actine?
La myosine II est une protéine motrice qui peut donner la propriété contractile aux réseaux d’actine. Si les filaments d’actines forment un emballage très serré (comme avec la fimbrine), cela ne sera pas contractile mais si les filaments d’actines forment des liaisons croisée plus lousses (comme avec l’a-actinine), cela sera contractile. La myosine II pourra se lier.
Quels sont les rôles des protéines « motrices » (en particulier la myosine II)?
Transport d’organelles membranaires:
mitochondries, membranes du Golgi, endosomes
et vésicules de sécrétion
• Myosine II :Promeut le glissement de filaments l’un sur
l’autre pour exercer une « tension » générant
ainsi la force qui dirige plusieurs processus telles
que la contraction musculaire, le battement des
cils/microvilli ou la division cellulaire
Quels sont les rôles des protéines « motrices » (en particulier la myosine II)?
Transport d’organelles membranaires:
mitochondries, membranes du Golgi, endosomes
et vésicules de sécrétion
• Myosine II : Promeut le glissement de filaments l’un sur l’autre pour exercer une « tension » générant ainsi la force qui dirige plusieurs processus telles que la contraction musculaire, le battement des cils/microvilli ou la division cellulaire.
Quel est le mécanisme de marche de la myosine II sur les filaments d’actine et pourquoi il s’exerce avec une faible processivité?
myosine attachée à actine + ATP –> détachement –> hydrolyse ATP –> déplacement tête (armée) +
Liaison sur actine –> libère Pi –> force + ADP libéré –> + ATP et le cycle recommence
Il s’exerce avec une faible processivité parce que les têtes de myosines travaillent ensembles et ne doivent pas interférer une avec l’autre.
Quels sont les rôles de l’actine et la myosine II dans les cellules non-musculaires?
Les fibres de stress: adhésion focale
– FAK: tyrosine kinase cytoplasmique associée aux intégrines –> liaison à la matrice extracellulaire)
– Déclenche l’assemblage de jonctions cellule-matrice = plaques d’adhésion
• Jonctions adhérentes (P. Laprise)
• Anneau contractile à la cytocinèse
• Motilité cellulaire: endocytose et transport d’organelles (endosomes)
Quelles est la structure des microtubules?
Structure cylindrique creuse d’une longueur allant d’une fraction de 1 μm à des dizaines de μm
• Très conservés
• Très dynamiques
• Les sous-unités globulaires: a- et b-tubuline.
• Liaisons non covalentes de tubuline a + b: forment une unité structurale hétérodimérique appelée tubuline
Pourquoi les microtubules possèdent une polarité?
Parce que les sous-unités (ab) du protofilament sont toutes orientées dans la même direction et cette direction est la même pour tous les protofilaments.
À quelle extrémité les microtubules croissent-ils plus rapidement?
Les microtubules croissent plus rapidement à l’extrémité +.
À quelle extrémité les microtubules croissent-ils plus rapidement?
Les microtubules croissent plus rapidement à l’extrémité tubuline b (+). (s’allonge et se dépolymérise + vite)
Qu’est-ce que le processus de l’instabilité dynamique?
Cela est lorsque l’extrémité + du MT s’allonge vers
la périphérie de la cellules
• Soudainement, le MT passe par une phase de
transition et se met à raccourcir rapidement vers
l’intérieur
• Puis reprend sa croissance ou disparaît
complètement.
Comment se forme une coiffe de GTP sur les microtubules
Elle se forme si l’addition GTP est plus rapide que l’hydrolyse des GTP fixées.
Le filament croît rapidement
• il est probable qu’une nouvelle sous-unité s’ajoute avant l’hydrolyse du GTP et il se formera alors une coiffe
Que sont les processus de catastrophe et de sauvetage?
La modification vers la décroissance rapide = catastrophe
• La modification vers la croissance = sauvetage
Quels sont ses avantages de l’instabilité dynamique?
Cela donne une souplesse spatiale et temporale inhérente à ce système structural constamment renouvelé (plus rigide que les MFs)
En contrôlant le temps et l’endroit où les filaments sont
nucléés et stabilisés, la cellule peut contrôler, en réponse à différents stimuli, la localisation de son cytosquelette et donc sa structure! (permet changement forme et polarité de la cellule)
Comment agissent le Taxol, la nocodazole et la colchicine sur les éléments du cytosquelette?
Le Taxol stabilise le cytosquelette. La nocodazole et la colchicine dépolymérisent le cytosquelette.
Où débute la nucléation des microtubules?
La nucléation des microtubules débute au centre organisateur des microtubules (MTOC).
Quelle est la fonction du complexe en anneau de tubuline-g ou g-TuRC?
Il sert de gabarit pour créer un MT avec 13 protofilaments. Chaque anneau de tubuline-g sert de
site de nucléation pour 1 MT. (orientation déterminée)
Quelle est la structure et la fonction du centrosome?
Structure: matrice fibreuse (ou matériel péricentriolaire)
+ g-TuRC + 2 centrioles (structures cylindriques disposées à angle droit)
Fonction: contrôle le nombre de MT, leur localisation et
leur orientation
Par quel principe les réseaux de MT peuvent-ils trouver le centre de la cellule?
Cella permettrait d’établir un système de coordination des opérations… utilisé par la cellule pour “positionner et repositionner” correctement plusieurs organelles, notamment les mitochondries, le noyau, les endosomes de sécrétion.
(Important pour la polarisation et la migration cellulaire)
Quel est le rôle des MAP (protéines accessoires des MT)?
MAP (Microtubules-associated proteins) interviennent dans le contrôle du nombre, de la longueur et de la stabilité des microtubules.
Quel est le rôle et le fonctionnement des protéines «plus-end tracking proteins» (+TIP)?
Ces protéine sont portées par les MT en croissance rapide, et s’en dissocient en phase de décroissance
• Elles modulent croissance et décroissance des extrémités, et l’association à d’autres structures (membrane plasmique-EB1)
• Certaines contrôlent l’attachement des MT–> contribuent à la capture et à la stabilisation des microtubules
Quels sont les mécanismes du transport intracellulaire et le rôle des kinésines et des dynéines dans ce processus?
Ces protéines lient des composantes
cellulaires qu’ils transportent le long des filaments.
La tête interagit avec le MT de manière stéréospécifique. La queue lie vésicules et organites déterminant ainsi la cargaison qui sera déplacée.
La kinésine « marche » sur les MT de façon processive
sur de longues distance en continu
• La dynéine positionne le centrosome au centre de la cellule!
Quelles sont les principales familles de filaments intermédiaires?
Nucléaire
Comme les Vimentines
Épithéliale
Axonale
Quelle est la structure et les fonctions des filaments intermédiaires?
Structure: forme un dimère: superenroulement parallèle
avec un autre monomère
• Une paire de dimères s’associe (antiparallèle)
pour former un tétramère décalé = sous-unité
soluble
Fonction: apporter de la force mécanique
À quoi servent les kératines?
L’expression des kératines est utile dans le diagnostic des cancers épithéliaux.
Cliniquement utile pour identifier le type de cancer (carcinome) et le traitement.
Quelle est la fonction des lamines?
Lamines de type A: confère les propriétés
mécaniques: agit avec d’autres protéines de
l’enveloppe nucléaire comme protéines
d’échafaudage pour des protéines ®transcription,
signalisation et organisation de la chromatine
Avec quelles protéines la lamina est-elle reliée au cytosquelette?
La lamina nucléaire est physiquement connectée avec les éléments du cytosquelette cytoplasmique via les protéines SUN et KASH.
Quel est le rôle des Rho GTPases dans les différentes étapes de la migration cellulaire directionnelle?
Famille Rho-GTPases: Rho/Rac/Cdc42 1. Protrusion; formation du lamellipode dirigée par la polymérisation de l’actine (extrémité plus à l’avant du lamellipode) 2. Attachement; formations de nouvelles plaques d’adhérence 3. Force de traction
