Cytosquelette

Fonctions du cytosquelette

Fonctions du cytosquelette

-Forme de la cellule -Stabilité et résistance -Transport intracellulaire -Migration + division cellulaire

3 types de filaments du cytosquelette

-Microtubules -Filament intermédiaires -Actine

Filaments du cytosquelette les plus minces

Actine

Filaments les plus dynamiques du cytosquelette

Actine

Filaments les moins dynamiques du cytosquelette

Filaments intermédiaires

Filaments du cytosquelette les plus épais

Microtubules

Vrai ou faux? Chaque composant du cytosquelette a une propre distribution qui lui est propre

Vrai, réseaux distincts

Composition de l'actine

-2 protofilaments torsadés, ne peuvent exister seuls -Filaments composés de monomères d'actine -Filaments 5 nm

Polymérisation de l'actine

-Actine-G se polymérise en actine-F -Processus actif -Nucléation catalysée par protéines -Filaments polaires donc extrémité (+) et extrémité (-) -Polymérisation = à l'extrémité (+) -Dépolymérisation = à l'extrémité (-)

2 protéines accessoires de la polymérisation de l'actine

-Profiline = Inhibe nucléation spontannée, Accélère polymérisation (séquestration des monomères) -Cofiline = Coupe filaments et accélère dépolymérisation

Structures à base de filaments d'actine

-Microvillosités -Fibre de stress -Lamellipodes ou Filopodes -Anneau contractile dans la division cellulaire

2 types d'organisation des filaments d'actine

-Filaments en parallèle -Réseau branché

Structures ayant des réseaux branchés d'actine

-Lamellipode -Cortex cellulaire

Structures ayant des filaments en parallèle d'actine

-Microvillosités -Filopodes -Ceinture d'adhérence -Fibres de stress -Anneau contractile (division cellulaire)

2 mécanismes de la nucléation de l'actine-F

-Complexe Arp2/3 (filaments branchés) -Formine (filaments non-branchés)

Nucléation par le complexe Arp2/3

-Actin-related proteins 2/3 -Se fait à 70 degrés sur un filament mère -Arp 2/3 à l'extrémité (-) du nouveau filament

Nucléation par les formines

-Formine attachée à l'extrémité (+) du nouveau filament -Capte actine-ATP et l'ajoute à l'extrémité (+)

Étapes du processus de polymérisation

-Assemblage -Stabilisation et liaison -Désassemblage -Recyclage

CapZ

-Protéine de coiffe bloquant l'extrémité -Empêche dépolymérisation

Fimbrine

Crée des faisceaux (dans les filopodes)

Tropomyosine

Protéine de liaison latérale

Vrai ou faux? Les filaments d'actine sont très dynamiques

Vrai, leur durée de vie est inférieure à 30 secondes en moyenne

Ce que le réseau de filaments d'actine sur la membrane

Force

Structures cellulaires jouant un rôle dans la migration cellulaire

-Faisceau contractile (dans les deux directions) -Lamellipode (direction migration) -Filopode (direction migration)

Migration cellulaire

-Fibres d'actine vont pousser la membrane cellulaire vers l'avant (protrusion) -Myosine-II se contracte à l'arrière de la cellule -Foyers de contact sont défaits et refaits

Chimiotaxie

-Migration d'un cellule vers un signal -Polymérisation de l'actine stimulée par la présence de chémokine qui est détectée par des récepteurs sur la memrbrane -Entraîne protrusion par lamellipodes

Filaments qui compose les microvillosités

Filaments d'actine en parallèle (épithélium intestinale)

Zone qui forme la ceinture d'adhérence

-Zonula adherens -Tout le long de l'épithélium -Contient des cadhérines

2 composantes qui maintiennent la ceinture d'adhérence

-Myosine -Actine

Vrai ou faux? La ceinture d'adhérence est instable

Faux, les filaments sont instables mais la ceinture est stable

Anneau contractile

-Filaments d'actine et de myosine -Contraction pince la cellule en deux lors de la division

Structure myosine

-2 têtes mobiles qui s'inclinent au contact de lactine -Se détache de l'actine avec l'hydrolyse de l'ATP -Existe sous plusieurs isoformes, présente dans toutes les cellules

Mysosine dans les cellules musculaires

-Formation de filament épais, bipolaires (myofilament) -Compose les sarcomères avec l'actine (bandes minces/blanches) -Bandes épaisses/foncées

Composition des muscles en "ordre croissant"

-Myosine et actine forment les sarcomères -Sarcomères forment les myofibrilles -Myofibrilles forment les fibres musculaires -Fibres musculaires forment des faisceaux -Faisceaux forment des muscles

Vrai ou faux? Les filaments d'actine et de myosine raccourcissent lors de la contraction musculaire

Faux, ils glissent les uns sur les autres sans raccourcir. Les têtes de myosine se déplacent vers l'extrémité (+) de l'actine

Étapes de la contraction musculaire

1. ATP se lie à l'arrière de la tête de myosine dans la fente et réduit son affinité avec l'actine permettant le mouvement

2. Hydrolyse de l'ATP ce qui entraîne un changement de conformation de la tête lui permettant de se déplacer sur le filament d'actine

3. Liaison entre la tête et nouveau site sur l'actine entraînant le relâchement de phosphate inorganique

4. Coup de force est déclenché, la tête de myosine retourne à sa conformation originale, liée à l'actine sans présence d'ATP mais un autre endroit sur la filament

Autres rôles des filaments d'actine

-Endocytose (formation de vésicules) -Propulsion de vésicules -Transport des vésicules -Translocation sur des petites distances

Structures des microtubules

-20 nm -Cylindre creux d'hétérodimères de tubulines alpha/béta liés à la GTP -13 protofilaments forment 1 microtubule -Polaires

Polymérisation des microtubules

-Actif -Dépolymérisation nécessite hydrolyse GTP -Nucléation par centrosome à extrémité (-)

Composition du centrosome

-Paire de centrioles -Matrice du centrosome -Sites du nucléation (complexes d'anneaux de gama-tubuline)

Rôle de la coiffe GTP

Protéger contre la dépolymérisation

Polymérisation des microtubules

-Molécules de tubuline porteuse de GTP se lient au mircotubule -Addition de ces molécules est plus rapide que l'hydrolyse du GTP -Coiffe GTP protège -Prend quelques minutes

Dépolymérisation des microtubules

-La catastrophe -Protofilaments avec GDP se détachent du microtubule -Tubuline-GDP libérée dans le cytosol -Prends quelques secondes

Instabilité dynamique des microtubules

Polymérisation/dépolymérisation est indépendante pour chaque microtubule

Différentes fonctions des protéines associées aux microtubules

-Découpeurs (Spastine, Katanine) -Stabilisateurs/déstabilisateurs -Moteurs (Kinésines, Dynéine) -Nucléateurs

Kinésines

-Protéine motrice pour transport vésicules longue distance + axonal -Utilise l'ATP pour se déplacer vers l'extrémité (+) -Transport vers synpase -Découverte chez les calmars géants

Dynéine

-Protéine motrice pour transport vésicules longue distance + axonal -Utilise l'ATP pour se déplacer vers l'extrémité (-) -Transport vers corps cellulaire

Ce qui régule les microtubules

Modifications post-traductionnelles

Code de tubuline

Microtubules spécialisées avec propriétés différentes et fonctions différentes dans la cellule