CYTOSQUELETTE
92 cartesCe cours détaille la structure, la dynamique et les fonctions des trois principaux composants du cytosquelette : les microfilaments d'actine, les microtubules et les filaments intermédiaires. Il aborde leur polymérisation, leurs moteurs moléculaires associés (myosines, kinésines, dynéines) et leur rôle dans la forme cellulaire, la locomotion, la division, la contraction musculaire et le transport intracellulaire.
69 cartes
Myosine 1 et 5
Myosines impliquées dans le transport cellulaire et vésiculaire. Leur tige/queue est souvent associée et fixée aux membranes plasmiques, permettant des mouvements de microfilaments liés aux membranes.
Villin et fimbrine
Protéines associées aux microfilaments formant des faisceaux serrés d'actine, notamment dans les microvillosités intestinales où la villine est essentielle à la fonction intestinale.
Réseau cortical (cortex)
Réseau compact non ordonné de microfilaments situé sous la membrane plasmique, associé à la myosine 1++. La filamine ponte les filaments en réseau (propriété de gel), régulé par la gelsoline (dépendante du ). Participe à la forme cellulaire.
Myosine 2
Myosine organisée en filaments épais (150 à 360 molécules) dans les cellules musculaires. Les tiges s'empilent, les têtes (site de fixation à l'actine + activité ATPase) ressortent et assurent la contraction musculaire.
Gelsoline
Protéine de fragmentation qui, sous l'action du , se fixe sur le pôle de l'actine, bloque la polymérisation et provoque la déconstruction du réseau d'actine (passage gel → liquide).
Cadhérines
Glycoprotéines transmembranaires d'adhérence cellulaire (CAM) à activité calcique-dépendante, intervenant dans les jonctions adhérentes et les desmosomes.
Filamine
Protéine qui ponte les filaments d'actine en réseaux, leur conférant des propriétés physiques de gel au sein du réseau cortical d'actine.
Faiseaux serrés
Filaments d'actine parallèles très proches, reliés par la villine. Associés à la myosine 1++. Forment des extensions membranaires (lamellipodes) en poussant la membrane, assurant le mouvement et la direction cellulaire.
Intégrines
Glycoprotéines transmembranaires de la classe des CAM qui relient la matrice extracellulaire (collagène, laminine, fibronectine) au cytosquelette et assurent la transduction de signaux.
Cytosquelette
Ensemble de polymères fibreux (microfilaments, microtubules, filaments intermédiaires) et protéines associées formant le squelette dynamique de la cellule eucaryote, responsable de sa forme et de ses mouvements.
Faiseaux contractiles (câbles de stress)
Longs filaments d'actine parallèles associés à la myosine 2++, reliant des points focaux d'adhésion. Assurent la rigidité et la tension cellulaire. L'α-actinine maintient le parallélisme des fibres.
Pôle + d'un filament d'actine
Extrémité du filament d'actine où la polymérisation est rapide et la dépolymérisation lente (contrairement au pôle où l'inverse se produit), conférant une polarité au filament.
Les microfilaments
Filaments d'actine F (8 nm de diamètre) associés à des protéines accessoires, formant un réseau dynamique sous la membrane plasmique impliqué dans la forme cellulaire, les jonctions d'adhérence et la motilité.
L'actine G
Forme globulaire et monomérique de l'actine pouvant polymériser spontanément en actine F. Protéine abondante (~5% des protéines totales, jusqu'à ~20% dans les cellules musculaires).
L'actine F
Forme filamenteuse et polymérique de l'actine, résultant de la polymérisation de monomères d'actine G. Filament fin (~8 nm) et flexible, constituant de base des microfilaments.
Profiline
Protéine se fixant sur l'actine G (ATP-actine) pour favoriser la polymérisation des microfilaments.
Phalloïdine
Toxine de l'amanite phalloïde se fixant sur les filaments d'actine, bloquant la dépolymérisation ; aussi utilisée comme marqueur fluorescent du cytosquelette d'actine.
Thymosine β4
Protéine se fixant sur l'actine G (ADP-actine) pour favoriser la dépolymérisation des microfilaments d'actine.
Cytochalasine D
Alcaloïde de moisissure se fixant sur le pôle des microfilaments d'actine, bloquant la polymérisation et favorisant la dépolymérisation.
Myosine
Moteur moléculaire des microfilaments d'actine, doté d'une tête globulaire (fixation à l'actine + activité ATPase) et d'une queue conférant la spécificité d'action.
Quelle est la fonction de la tige de la myosine ?
Confère la spécificité d’action à la molécule en interagissant avec des composés cellulaires pour assurer le dynamisme au bon endroit.
Quelle est la fonction principale de la myosine 2 ?
Contraction musculaire : présente en grande quantité dans les cellules musculaires, organisée en filaments épais (150–360 molécules) composant l’appareil contractile du muscle squelettique.
Pourquoi la rigidité cadavérique se produit-elle ?
Par l’arrêt des voies métaboliques après la mort, les cellules ne peuvent plus fabriquer d’ATP ; or la fixation de l’ATP déclenche la rupture de la liaison actine-myosine. Sans ATP, la liaison devient définitive.
Qu'est-ce que la thymosine 4 ?
Protéine se fixant sur l'actine G qui favorise la dépolymérisation des filaments d'actine .
Quel est l'événement déclencheur de la rupture de la liaison actine-myosine pendant la contraction musculaire ?
Fixation d’une molécule d’ATP sur le site ATPase de la tête de myosine, qui entraîne le détachement de la liaison actine-myosine existante.
Quelle est la fonction principale de la myosine 1 et 5 ?
Mouvement et transport : leur queue est souvent fixée aux membranes plasmiques, permettant le transport vésiculaire et cellulaire, ainsi que les mouvements associés aux membranes.
Qu'est-ce que la profiline ?
Protéine se fixant à l'actine G (ATP-actine) pour favoriser la polymérisation.
Quelle est la fonction de l'alpha-actinine dans les faisceaux contractiles ?
Assure la disposition parallèle des filaments d'actine dans les câbles de stress en liant les filaments entre eux.
Quels sont les trois types de filaments qui composent le cytosquelette ?
- Microfilaments (actine)
- Microtubules
- Filaments intermédiaires
Sous quelles deux formes l'actine peut-elle exister dans une cellule ?
- Actine G (globulaire, monomère)
- Actine F (filamenteuse/fibrillaire, polymère)
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Quelles sont les caractéristiques du pôle + d'un filament d'actine ?
Polymérisation rapide, dépolymérisation lente.
Quels éléments sont nécessaires à la polymérisation de l'actine ?
- Mg (magnésium)
- ATP (énergie)
- Coiffe ATP sur les monomères d'actine G
Quel est le rôle de la myosine 2 dans la locomotion cellulaire d'un fibroblaste ?
Agit comme des mini-muscles : via les câbles de stress, elle déplace la partie postérieure de la cellule (rétraction), permettant la translocation.
Qu'est-ce qu'un faisceau contractile (câble de stress) ?
Longs filaments d'actine parallèles associés à la myosine 2, impliqués dans la rigidité et la tension cellulaire, reliant les points focaux d'adhésion.
Quelle est la fonction de la tête globulaire de la myosine ?
Elle génère la force motrice en libérant de l'énergie grâce à l'hydrolyse d'ATP (site de fixation de l'actine activité ATPase).
Quel est le moteur des microfilaments d'actine ?
La myosine , un moteur moléculaire avec une tête globulaire générant la force motrice par hydrolyse d'ATP et une tige conférant la spécificité d'action.
Comment la phalloïdine affecte-t-elle les filaments d'actine ?
Toxine d'amanite phalloïde se fixant sur les filaments d'actine et bloquant la dépolymérisation , défavorisant leur action dynamique. Aussi utilisée comme marqueur fluorescent.
Comment la cytochalasine D affecte-t-elle les filaments d'actine ?
Alcaloïde de moisissure se fixant sur le pôle pour bloquer la polymérisation , favorisant ainsi la dépolymérisation et la perte des filaments d'actine.
Qu'est-ce qu'un réseau cortical (cortex) ?
Structure compacte et non ordonnée de microfilaments sous la membrane plasmique, associée à la myosine 1, participant à la forme globale de la cellule.
Qu'est-ce qu'un faisceau serré ?
Filaments d'actine parallèles et très proches, reliés par la villine, formant des extensions membranaires (lamellipodes) pour le mouvement, associés à la myosine 1.
Quel est le rôle de la myosine 1 dans la locomotion cellulaire d'un fibroblaste ?
Pousse les molécules d'actine vers le front de migration (extension membranaire dans la direction souhaitée).
Quel est le rôle de la villine dans l'épithélium intestinal ?
Association des microfilaments en faisceaux serrés pour former les microvillosités de l'épithélium intestinal.
Quelles protéines sont associées aux microfilaments d'actine dans les faisceaux serrés et leur donnent leur forme ?
Villine et fimbrine.
À quelles structures les intégrines sont-elles liées de l'autre côté ?
À la matrice extracellulaire via la fibronectine.
Avec quelles protéines les intégrines interagissent-elles d'un côté ?
Protéines d'ancrage comme la vinculine et la thaline.
À quelle classe de molécules d'adhérence cellulaire appartiennent les intégrines ?
Molécules d'adhérence cellulaire (CAM).
Quels sont les deux moteurs des microtubules ?
Kinésine (transport vers le pôle +, antérograde) et dynéine (transport vers le pôle –, rétrograde).
Quel est l'effet du taxol sur les microtubules ?
Il stabilise les microtubules en empêchant leur désintégration, bloquant ainsi la division cellulaire (fuseau mitotique).
Quelle est la fonction de la colchicine et de la vinblastine sur les microtubules ?
Elles se fixent sur les hétérodimères libres, empêchant la polymérisation tout en laissant la dépolymérisation se poursuivre, raccourcissant les microtubules.
Quelle forme de tubuline confère la propriété de polymérisation des microtubules ?
Tubuline β associée au GTP, capable d'hydrolyser le GTP et d'accaparer l'énergie nécessaire à l'assemblage.
Quelles myosines participent à la cytocinèse lors de la division cellulaire ?
Les myosines 1 et 2 : la myosine 2 forme l'anneau contractile du septum de clivage, et la myosine 1 se trouve sur les pôles opposés des cellules filles.
Quelle protéine est associée aux microfilaments d'actine pour leur donner une forme en réseau ?
La filamine assure le pontage des filaments d'actine en réseaux avec des propriétés physiques de gel.
Quel est le rôle du GTP dans la polymérisation des microtubules ?
Fournit l'énergie nécessaire à l'assemblage par hydrolyse de sa liaison phosphate riche en énergie, permettant la polymérisation de la tubuline β.
Comment la gelsoline agit-elle pour déconstruire le réseau d'actine ?
Sous l'action du , elle se fixe sur le pôle du filament d'actine, bloquant l'ajout de nouveaux monomères, tandis que le pôle se désassemble, fragmentant le réseau.
Quelle protéine régule la transition d'un état de gel à un état liquide dans les réseaux corticaux d'actine ?
La gelsoline, activée par le , régule la transition gel→liquide en se fixant sur le pôle et en empêchant la polymérisation, tandis que le pôle se désassemble.
De quoi est composé l'anneau contractile qui assure la cytocinèse ?
De filaments d'actine et de myosine II, formant un faisceau contractile.
Quelle est la fonction des cadhérines dans les jonctions d'adhérence des épithélias ?
Assurer l'adhésion intercellulaire en liant les membranes de deux cellules voisines au niveau des jonctions adhérentes.
Comment les cadhérines sont-elles associées au cytosquelette d'actine ?
Par l'intermédiaire de protéines d'ancrage (caténines $
De quoi les microtubules sont-ils formés ?
D'hétérodimères de tubuline $
Quel est le centre de formation des microtubules dans la cellule ?
Le centrosome.
Les 3 localisations du cytosquelette
Cytosol, nucléoplasme et cortex cellulaire
Taille des 3 composants du cytosquelette
8nm, 24nm, 10nm
Quels sont les proteines régulatrices de la poly et dépolymerisation de l'actine ?
poly = profiline
depoly = thymosine B4Masse proteique de L'actine dans les cellules musculaires
20%
Quels sont les toxines qui bloquent poly depoly de l'actine ?
poly = cytochalasine D
depoly = phalloidinemyosines fonction (tete globulaire + queue)
tête force motrice avec hydrolyse de l'ATP
queue spécificité d'actionMyosines 1 et 5
transport et mouvement
souvent membranes plasmiquesMyosine 2
contraction musculaire
en filaments epaisLes 7 fonctions des microfilaments
contraction musculaire, locomotion, division, phagocytose, mouvement/forme epithelia, transport vésiculaire, mouvement intraC des bactéries
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Le cytosquelette est composé de trois types de filaments : les microfilaments, les microtubules et les filaments intermédiaires.
La polymérisation de l'actine nécessite du magnésium et de l'ATP.
L'actine G est la forme polymère de l'actine.
La myosine est le moteur des microfilaments d'actine.
La phalloïdine bloque la dépolymérisation des filaments d'actine.
La profiline favorise la dépolymérisation de l'actine.
Les myosines 1 et 5 sont principalement impliquées dans la contraction musculaire.
Les faisceaux contractiles sont associés à la myosine 1 et sont impliqués dans la rigidité cellulaire.
Les intégrines sont des glycoprotéines transmembranaires appartenant à la classe des molécules d'adhérence cellulaire.
La gelsoline régule la transition de l'actine d'un état de gel à un état liquide sous l'action du calcium.
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