Le cytosquelette Part 2

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1 Cours biologie cellulaire GLBE 101 Le cytosquelette Part 2 Concept de maintien de forme, d organisation, d adhésion cellulaire et de mouvement

2 4- Cytosquelette et adhérence 4.1 Les filaments protéiques - Définition générale - Fonctions : structure et mouvement - Les microtubules + Structure, orientation et fonctions + Flagelles et cils vibratiles + Déplacement des chromosomes + Mouvements des organites - Les filaments d actine ou microfilaments + structure + Microvillosités + Jonctions adhérentes + Contraction musculaire + Déplacement d unicellulaires - Les filaments intermédiaires + Structure + Desmosomes 4.2 Les mécanismes d adhésion cellulaire - Jonctions serrées et adhérentes - Sans jonction (CAM)

3 2-ACTINE G ATP Représentation 3D de la protéine actine G

4 Microfilaments: filaments d actine (P36) (P36) Actine F Actine G La polymérisation de l'actine produit un brin fin et plein (9 nm de Diamètre) en forme de double hélice; Leur polymérisation/dépolymérisation génère des mouvements qui permettent à la cellule de migrer. Mouvements de grande ampleur impliquant la déformation de la structure cellulaire : contraction, migration, pseudopode, etc. Protéines annexes: Tropomyosine stabilise l hélice, mais surtout s associe à la Myosine pour coulisser

5 Protéines associées aux microfilaments - P. de rassemblement: filamine - P. de stabilisation: tropomyosine et gelsoline - P. de coiffage et d accrochage: vinculine

6 Microfilaments et microvillosités Surface d épithélium d oviducte P36 Microvillositées Cils (micro- Tubules ) En coupe longitudinale Membrane plasmique En coupe transversale Filaments d actine Glycocalyx

7 Cadhérine Les jonctions Adhérentes cellulaires Film MICROFILAMENTS Jonction adhérente P41

8 4- Cytosquelette et adhérence 4.1 Les filaments protéiques - Définition générale - Fonctions : structure et mouvement - Les microtubules + Structure, orientation et fonctions + Flagelles et cils vibratiles + Déplacement des chromosomes + Mouvements des organites - Les filaments d actine ou microfilaments + structure + Microvillosités + Jonctions adhérentes + Contraction musculaire + Déplacement d unicellulaires - Les filaments intermédiaires + Structure + Desmosomes 4.2 Les mécanismes d adhésion cellulaire - Jonctions serrées et adhérentes - Sans jonction (CAM)

9 La cellule musculaire striée

10 Tubules T formés par des invaginations de la membrane plasmique Organisation d une cellule musculaire striée = cellule géante polynuclée / sarcomère Myosine Actine

11 Contraction musculaire, réseau sous-membranaire La contraction des filaments d'actine est due à une famille de protéines motrices spécifiques, les myosines, qui lient l actine et l ATP. Myosines et actines forment les myofilaments *. (Cell cardia) Filaments de Myosine Filaments et têtes de Myosine * Filaments d Actine Cf.TD Le réseau sous membranaire est fait de microfilaments situés sous la membrane plasmique. Il permet de contrôler l architecture cellulaire. Les câbles de stress sont des microfilaments qui traversent le cytoplasme de part et d autre de la cellule de façon à résister aux tensions.

12 Chevauchement des filaments épais de myosine et des filaments d actine Polarité des filaments épais de myosine s inverse au milieu du sarcomère (ligne M)

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15 Film montrant l enchaînement des processus liés aux protéines mises en jeu lors de la contraction musculaire BILAN 1. Fixation d ATP (+ATP) dans la tête de myosine (conformation 1) => Rupture de la liaison entre myosine et actine puis fermeture de la fente d entrée de l ATP => Mouvement!!! (Conformation 2) 2. Hydrolyse de l ATP => ADP + Pi restent fixés sur la protéine (tête de myosine) 3. Entrée de Ca ++ => Libération des sites de fixation sur l actine 3. ADP + PI => fixation faible de la tête de myosine (conformation 2) sur l actine => libération du Pi (- Pi) 4. - Pi => Solidificat des liaisons entre actine et myosine et retour à la conformation 1 (coup de force) => Mouvement!!! 5. Déplacement des filaments d actine => Contraction et libération de l ADP (-ADP) Alberts et al. 2008, Molecular Biology of the Cell, 4th Edition

16 Mouvement cellulaire P36 Amibe Listeria Fibroblaste en culture + Endocytose et exocytose de matériel membranaire

17 4- Cytosquelette et adhérence 4.1 Les filaments protéiques - Définition générale - Fonctions : structure et mouvement - Les microtubules + Structure, orientation et fonctions + Flagelles et cils vibratiles + Déplacement des chromosomes + Mouvements des organites - Les filaments d actine ou microfilaments + structure + Microvillosités + Jonctions adhérentes + Contraction musculaire + Déplacement d unicellulaires - Les filaments intermédiaires + Structure + Desmosomes 4.2 Les mécanismes d adhésion cellulaire - Jonctions serrées et adhérentes - Sans jonction (CAM)

18 Cas de Dictyostelium discoideum 3 2 Pseudoplasmode de myxomycète Lamellipodes 1 Appareil fructifère AMPc => Prot G => Profiline => ADP/ATP => Polymérisat Rôle des filaments d actine dans le déplact des myxamibes ADP/ATP

19 Système senseur à deux composantes (P33) SIGNAL Détection TRANSMETTEUR Transduction du signal REGULATEUR Modification de la transcription Régulation de l expression des gènes en réponse à l environnement

20 Communication: Transduction membranaire Molécule signal extracellulaire (LIGAND: Hormone, nutriment, etc) (Insuline) Protéine «Récepteur» (R.insuline) Protéines «Relais» (Protéine G) ATP Protéine de «Transduction» Signal Intracellulaire (Adényl-cyclase) Molécule signal intracellulaire (AMP cyclique)

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