CYTOSQUELETTE

92 cartes

Ce 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

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Question

Myosine 1 et 5

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Réponse

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.

Question

Villin et fimbrine

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Réponse

Protéines associées aux microfilaments formant des faisceaux serrés d'actine, notamment dans les microvillosités intestinales où la villine est essentielle à la fonction intestinale.

Question

Réseau cortical (cortex)

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Réponse

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 Ca2+Ca^{2+}). Participe à la forme cellulaire.

Question

Myosine 2

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Réponse

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.

Question

Gelsoline

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Réponse

Protéine de fragmentation qui, sous l'action du Ca2+Ca^{2+}, se fixe sur le pôle ++ de l'actine, bloque la polymérisation et provoque la déconstruction du réseau d'actine (passage gel → liquide).

Question

Cadhérines

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Réponse

Glycoprotéines transmembranaires d'adhérence cellulaire (CAM) à activité calcique-dépendante, intervenant dans les jonctions adhérentes et les desmosomes.

Question

Filamine

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Réponse

Protéine qui ponte les filaments d'actine en réseaux, leur conférant des propriétés physiques de gel au sein du réseau cortical d'actine.

Question

Faiseaux serrés

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Réponse

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.

Question

Intégrines

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Réponse

Glycoprotéines transmembranaires de la classe des CAM qui relient la matrice extracellulaire (collagène, laminine, fibronectine) au cytosquelette et assurent la transduction de signaux.

Question

Cytosquelette

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Réponse

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.

Question

Faiseaux contractiles (câbles de stress)

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Réponse

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.

Question

Pôle + d'un filament d'actine

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Réponse

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.

Question

Les microfilaments

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Réponse

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.

Question

L'actine G

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Réponse

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).

Question

L'actine F

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Réponse

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.

Question

Profiline

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Réponse

Protéine se fixant sur l'actine G (ATP-actine) pour favoriser la polymérisation des microfilaments.

Question

Phalloïdine

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Réponse

Toxine de l'amanite phalloïde se fixant sur les filaments d'actine, bloquant la dépolymérisation ; aussi utilisée comme marqueur fluorescent du cytosquelette d'actine.

Question

Thymosine β4

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Réponse

Protéine se fixant sur l'actine G (ADP-actine) pour favoriser la dépolymérisation des microfilaments d'actine.

Question

Cytochalasine D

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Réponse

Alcaloïde de moisissure se fixant sur le pôle ++ des microfilaments d'actine, bloquant la polymérisation et favorisant la dépolymérisation.

Question

Myosine

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Réponse

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.

Question

Quelle est la fonction de la tige de la myosine ?

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Réponse

Confère la spécificité d’action à la molécule en interagissant avec des composés cellulaires pour assurer le dynamisme au bon endroit.

Question

Quelle est la fonction principale de la myosine 2 ?

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Réponse

Contraction musculaire : présente en grande quantité dans les cellules musculaires, organisée en filaments épais (150–360 molécules) composant l’appareil contractile du muscle squelettique.

Question

Pourquoi la rigidité cadavérique se produit-elle ?

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Réponse

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.

Question

Qu'est-ce que la thymosine β\beta4 ?

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Réponse

Protéine se fixant sur l'actine G qui favorise la dépolymérisation des filaments d'actine ++++.

Question

Quel est l'événement déclencheur de la rupture de la liaison actine-myosine pendant la contraction musculaire ?

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Réponse

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.

Question

Quelle est la fonction principale de la myosine 1 et 5 ?

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Réponse

Mouvement et transport : leur queue est souvent fixée aux membranes plasmiques, permettant le transport vésiculaire et cellulaire, ainsi que les mouvements associés aux membranes.

Question

Qu'est-ce que la profiline ?

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Réponse

Protéine se fixant à l'actine G (ATP-actine) pour favoriser la polymérisation.

Question

Quelle est la fonction de l'alpha-actinine dans les faisceaux contractiles ?

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Réponse

Assure la disposition parallèle des filaments d'actine dans les câbles de stress en liant les filaments entre eux.

Question

Quels sont les trois types de filaments qui composent le cytosquelette ?

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Réponse
  • Microfilaments (actine)
  • Microtubules
  • Filaments intermédiaires
Question

Sous quelles deux formes l'actine peut-elle exister dans une cellule ?

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Réponse
  • 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 ?

  • Mg2+^{2+} (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 Ca2+\text{Ca}^{2+}, 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 Ca2+\text{Ca}^{2+}, 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 FF 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 B4

Masse proteique de L'actine dans les cellules musculaires

20%

Quels sont les toxines qui bloquent poly depoly de l'actine ?

poly = cytochalasine D
depoly = phalloidine

myosines fonction (tete globulaire + queue)

tête force motrice avec hydrolyse de l'ATP
queue spécificité d'action

Myosines 1 et 5

transport et mouvement
souvent membranes plasmiques

Myosine 2

contraction musculaire
en filaments epais

Les 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.

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