cytosquelette constituants et dynamique

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1 DEFINITIONS Fonction structurale : maintien de la structure cellulaire, positionnement des organites. Fonction motrice : déplacement des organites (Trafic IC), déplacement cellulaire (motilité) 3 types de principaux filaments Propriété spécifique de résistance à la déformation pour chaque type : MICROTUBULES FILAMENTS INTERMEDIAIRES MICROFILAMENTS Tubuline (α ; β), 25 nm 10 nm 8nm Monomère tubuline Monomère kératine, vimentines Monomère de d’actine. MICROTUBULES FILAMENTS INTERMEDIAIRES MICROFILAMENTS Peu résistants – TRES déformants Très résistants, bonne déformation Déformation lente. Noël 2004 Volume 1, Bulletin 1 Nom de votre famille +33 1 21 85 94 66 Qu’est ce que le cytosquelette ? Réseau de microfilaments présents à l’intérieur d’une cellule ( cyto) et assurent la rigidité (squelette), la mobilité… II) FONCTIONS I) LES CONSTITUANTS Tutorat CEMP6 – 2017/2018 CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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Page 1: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

1

DEFINITIONS

Fonction structurale : maintien de la structure cellulaire,

positionnement des organites.

Fonction motrice : déplacement des organites (Trafic IC),

déplacement cellulaire (motilité)

3 types de principaux filaments

Propriété spécifique de résistance à la déformation pour chaque type :

MICROTUBULES FILAMENTS

INTERMEDIAIRES

MICROFILAMENTS

Tubuline (α ; β), 25

nm

10 nm 8nm

Monomère tubuline Monomère

kératine,

vimentines

Monomère de

d’actine.

MICROTUBULES FILAMENTS

INTERMEDIAIRES

MICROFILAMENTS

Peu résistants – TRES

déformants

Très résistants,

bonne déformation

Déformation lente.

Noël 2004 ● Volume 1, Bulletin 1 ● Nom de votre famille ● +33 1 21 85 94 66

Qu’est ce que le

cytosquelette ?

Réseau de microfilaments

présents à l’intérieur d’une

cellule ( cyto) et assurent la

rigidité (squelette), la

mobilité…

II) FONCTIONS

I) LES CONSTITUANTS

Tutorat CEMP6 – 2017/2018

CYTOSQUELETTE

constituants et dynamique

Page 2: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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1) Propriété

Structure : fibreuse, compacte, résistante.

= plusieurs octamères

Monomère : formé de

Région centrale : riche en hélices α => structure en bâtonnet

Riche en répétition heptade : coil-coil

= favorise les interactions protéine-protéine

Extrémités C et N.

NB : Répétition heptade = phénomène d’autocollant. Organisation de manière étagée.

Un filament intermédiaire de base = 8 octamères.

Types de FI :

- Kératine : épithéliums

- Vimentine : Cellules endodermiques (embryonnaires)

- Neurofilaments

- Lamine : noyau

ATTENTION Pas de confusion entre lamine et laminine #HISTO.

Lamine 1 syllable NOYAU (1 mot)

Laminine 3 syllabes Lame Basale ( 2mots)

Vimentine : parfois utilisé comme marqueur tumoral

FILAMENTS INTERMEDIAIRES

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Page 3: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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2) Fonctions

Les fonctions des FI concernent principalement le

maintien de l’architecture cellulaire et tissulaire. Elles

dépendent essentiellement du type de filaments.

- Cohésion et stabilité mécanique, maintient de

l’architecture cellulaire et tissulaire : ex kératine

(via desmosomes). Patho : Epidermolyse bulleuse.

- Continuité et élasticité des neurones :

neurofilaments

- Stabilisation Mb nucléaire + interactions avec

chromatine : Les lamines

Noyau :

lamines

Les différentes couches

de l’épiderme sont

reliées par Kératine.

L’épidermolyse : décollement de

l’épiderme vis à vis du

derme. Etymo : Lyse “dissolution”

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Page 4: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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1) Structure assemblage

2 types de tubulines (dimère) :

- α

- β (GTP échangeable)

filament de base = protofilament.

Dimère protofilament (x13) tube creux = formation microtubule

Formation des MT : 3 phases

o Nucléation

o Elongation

o Equilibre (polymérisation, dépolymérisation)

L’assemblage des MT est asymétrique

(Ext + et ext -)

Ext + toujours à la périphérie

Ext – toujours vers le centre.

Instabilité dynamique des MT :

Il existe une concentration critique en dimères : concentration critique pour laquelle le gain

et la perte de sous unites s’équilibrent. La [forme T libre] du dimère (GTP) est critique pour

l’élongation : la forme D a moins d’affinité pour le polymère (dissociation).

Si [GTP] >> [critique] l’élongation est plus rapide que l’hydrolyse.

[ concentration t libre ] > [ concentration critique] polymérisation

[ concentration t libre] < [ concentration critique] dépolymérisation.

La polymérisation/dépolymérisation, dépend :

Phosphorylation/déphospho GTP/GDP

Concentration en dimère α,

MICROTUBULES : GTP +++

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Page 5: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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2) Drogues

- COLCHICINE, VINBLASTINE bloque la polymérisation

(bloque fuseau mitotique : anti KC)

- TAXOL paralyse les MT (Bloque la polymérisation ET la

dépolymérisation)

- GTPγS : bloque l’hydrolyse du GTP (bloque la

dépolymérisation)

- NOCODAZOLE : favorise la dépolymérisation

3) Protéines associées aux microtubules

Le déplacement des moteurs moléculaires : dynéines et kynésines dépend de la production

d’énergie par un domaine ATPasique.

Le pas de l’opération est de 8nm et la vitesse est en µs/n

REGULATRICES ex : MAP 2 – Tau MOTRICES

- Stabilisation des extrémités des MT

- Formation de liaisons entre MT

- Interaction avec d’autres organites

- Kinésine : vers l’ext + (antérograde)

- Dynéine : vers l’ext - (rétrograde)

(MT : rails. Kinésine/dynéine : wagons)

Kinésine/dynéine : formés de

2 domaines moteurs (domaines

ATPasique) : constant

1 partie adaptatrice (qui fixe des

chargements) : chaine légère, adapté

à chaque chargement.

2 chaînes Lourdes et 2

chaînes légères.

Adaptateur fixé sur

chaînes légères.

Domaine moteur

Adaptateur

Chargement

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Page 6: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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4) Fonctions

Explications Exemples

TRANSPORT - Trafic IC (endocytose –

exocutose)

Antérograde : kinésine

Rétrograde : dynéine

ATTENTION ces différents

“chargements” sont pris en

charges par des moteurs

moléculaires distincts.

vésicules – protéines – virus – chromosomes –

protéines – ARNm

ORGANISATION

CYTOSOL

Centrosome : centre

organisateur du cytosol. Il

supporte l’asymétrie des

microtubules. C’est un centre

nucléateur. Composé de 2

centrioles et une matrice.

L’extrémité – est enchâssée

dans le centrosome.

L’extremité + est très

dynamique ( polymérisation/

dépolymérisation).

Cette dynamique assure le

positionnement dynamique des

organiques intracellulaires.

CILS et

FLAGELLES

(formes

spécialisées de

réseaux)

Formes spécialisées de MT

organisés en axoneme.

PRIMAIRES SECONDAIRES - IMMOBILES

- TOUTES les

cellules

eucaryotes

- Fc de

signalisation

- Impliqués

dans les

ciliopathies

- MOBILES

- Certaines

cellules

procayotes et

eucaryotes.

- Mouvement

de battement

(cils) ou

propulsion

(flagelles)

- Impliqués dans

les pathologies

(respiratoire ou

stérilité..)

Formes spécialisées de MT : cils

vibratile – cil primaire – falgelle

eucaryote – flagelles bactériens.

Primaire Secondaire

Tutorat CEMP6 – 2017/2018

Page 7: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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1) Propriétés – structure et assemblage

Monomère d’actine. Utilisation ATP + Ca2+

Lorsque la polymérisation (ext+) et la dépolymérisation (ext –) se font à

la même vitesse => le filament se déplace en glissant = Treadmilling.

Différence entre MF et MT :

- Monomère

- ATP (au lieu de GTP)

- Treadmilling

2) Drogues

(non utilisées en thérapeutique)

• CYTOCHALASINES => bloque la polymérisation des MF (en se fixant sur l’ext +) =>

dépolymérisation

• PHALLOIDINE (amanite phalloïde) => bloque la dépolymérisation.

3) Protéines de liaison à l’actine : 3 grandes familles

ORGANISATION DES MF MOTRICES DYNAMIQUES

Fimbrine – villine :

formation de faisceaux

serrés de MF

Myosine II :

contraction musculaire

Profiline,ARP 2/3 :

POLYMERISATION

α-actinine :

formation de faisceaux

larges de MF

Myosine I, V (III – IV) :

mouvements le long des

microfilaments + transport

vésiculaires.

Thymosine, ADF/ cofiline,

gelsoline :

DEPOLYMERISATION et/ou

coupent les MF

Filamine :

formation d’une réticulation

de MF

Tropomyosine :

stabilise les microfilaments

Spectrine – dystrophine :

ancrage à la membrane.

MICROFILAMENTS D’ACTINE : ATP +++

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Page 8: CYTOSQUELETTE constituants et dynamique

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4) Fonctions :

Création maintien et dynamique des structures cellulaires :

Le réseau de MF s’organise sous la membrane plasmique et permet le déplacement

cellulaire.

La polymérisation/dépolymérisation du réseau de MF permet le changement de

forme de cellules.

Les fonctions du réseau de microfilaments sont étroitement dépendantes des

protéines associées.

Dynamique cellulaire : ex

- Filopode, lamellipode (cellules migratrices)

- Microvillosité

- Plaque d’adhésion focale ( fibre de stress –

faisceaux larges contractiles)

- Microvilli (épithélium), stéréocils (oreille int)

Bactéries utilisent l’actine pour se propulser d’une

cellule à une autre.

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