Chapitre 3 : Le cytosquelette Cours Lundi 2 septembre
Présentation Forme la charpente de la cellule Constitué de 3 types de filaments: Microtubules 25nm Dimères de tubuline Microfilaments 8 nm Monomères d actine Filaments intermédiaires 10 nm Monomères variés (kératine, vimentine )
Présentation 2 fonctions principales: Structure: maintien de la cellule dans son environnement et positionnement des organites intracellulaires Motricité: Des organites dans la cellule (trafic intracellulaire) De la cellule dans son environnement (motilité)
Organisation des filaments dans la cellule Microfilaments: distribution périphérique, sous-corticale Filaments intermédiaires: de la périphérie vers le centre Microtubules: rayonnent du noyau (accrochés au centrosome) vers la périphérie
Organisation des filaments dans la cellule Faire correspondre les photos aux différents types de filaments
Organisation des filaments dans la cellule Faire correspondre les photos aux différents types de filaments
Les filaments intermédiaires
Les filaments intermédiaires Structures fibreuses compactes et résistantes Association de monomères selon le schéma suivant:
Les filaments intermédiaires Les filaments intermédiaires sont présents dans toutes les cellules mais peuvent avoir des fonctions (et une localisation) différentes en fonction du type de cellule. On trouve plusieurs grandes familles de monomères: Kératine +++ => surtout dans les cellules épithéliales Vimentine => cellules d origine endodermique (un des feuillets embryonnaire, théoriquement elles disparaissent à l âge adulte) Protéines de neurofilament => cellules nerveuses Lamine nucléaire => sur la face interne de l enveloppe nucléaire, sert de point d attache à la chromatine
Les filaments intermédiaires Fonction structurale+++ => ce sont les filaments qui résistent le plus à la déformation Participent à la fois à l architecture cellulaire et tissulaire (aux jonctions entre les cellules, cf dernier chapitre)
Les filaments intermédiaires Un exemple de pathologie: l épidermolyse bulleuse Liée à une mutation sur une kératine Rend les filaments beaucoup plus sensibles à la déformation => ceux-ci n assurent plus leur fonction de cohésion et de stabilité mécanique
Les microtubules
Les microtubules - structure 2 types de monomères semblables formant un dimère: Tubuline α Tubuline β (contient un GTP échangeable) - Trois phases dans la formation d un microtubule - Tout est basé sur une balance polymérisation/ dépolymérisation (concentration critique)
Les microtubules - structure L assemblage des microtubules est asymétrique: Extrémité plus: vitesse de croissance plus élevée située à la périphérie de la cellule Extrémité moins: vitesse de croissance moins élevée attachée au centrosome (point de départ de tout le réseau de microtubules), plus au centre
Les microtubules - assemblage Ajout au fur et à mesure de tubuline Lorsque la tubuline est intégrée au microtubule, le GTP est hydrolysé en GDP La forme «tubuline-gdp» est moins stable => tendance à se dépolymériser
Les microtubules - assemblage Si il y a suffisemment de forme GTP dans le milieux, alors l ajout de la tubuline se fait plus rapidement que l hydrolyse donc le microtubule croit Sur l extrémité plus, formation d une coiffe GTP Stabilisation extrémité plus => croissance plus rapide
Les microtubules - drogues Bloquent la polymérisation et dépolymérisent: Colchicine Vinblastine Nocodazole Bloquent la dépolymérisation: Taxol GTPγs (empêche l hydrolyse du GTP en GDP) Certaines de ces drogues sont utilisées dans le traitement du cancer (taxol). En effet, elles perturbent la dynamique cellulaire et donc la réplication cellulaire.
Piège classique L extrémité moins des MT dépolymérise tandis que la plus polymérise. FAUX, ARCHI FAUX!!! Les deux peuvent à la fois polymériser et dépolymériser, ça dépend des situation. En revanche, l extrémité moins polymérise en général moins vite que la plus.
Les microtubules protéines associées Régulatrices: Connexions entre les MT (créer un réseau dans la cellule pour faciliter le trafic intracellulaire) Stabilisation des extrémités (les MT se dépolymérisent facilement) Créer un lien entre les MT et les organites (pour les positionner dans la cellule) ou les éléments à transporter Motrices: Kinésines Dynéines
Les microtubules fonction de transport Les kinésines et les dynéines sont des moteurs moléculaires. Leur fonctionnement nécessite de l énergie apportée par l hydrolyse de l ATP.
Les microtubules fonction de transport Sens antérograde : kinésines (vers l extrémité plus des MT car K + ) Sens rétrograde : dynéines https://www.youtube.com/watch?v=4tgdpotbjv4 &list=pl29d20a194c80b05c https://www.youtube.com/watch?v=y-uuk4pr2i8
Les microfilaments
Les microfilaments Monomères d actine (possèdent un ATP) Assemblage similaire à celui des microtubules, par polymérisation et dépolymérisation aux deux extrémités. Mais la vitesse plus élevée à l extrémité plus Forme un tube plein
Les microfilaments le treadmilling http://www.youtube.com/watch?v=vvgxdw_8o4u Vers 1:10
Les microfilaments drogues Cytochalasines: se fixent à l extrémité plus et bloquent la polymérisation Phaloïdine: se fixent sur le filament et bloquent la dépolymérisation
Les microfilaments protéines associées participant à l homéostasie
Les microfilaments protéines associées participant à l organisation
Les microfilaments protéines associées participant aux fonctions motrices
Les microfilaments fonctions Structurale: création et maintien de certaines structures cellulaires Microvillosités présentes sur une bordure en brosse Motrice: motilité https://www.youtube.com/watch?v=4bvxkwanlxu (filopode + plaque d adhésion focale) Comète d actine La fonction est en général liée aux protéines associées (la myosine pour le transport par exemple).
Révisions Compléter le tableau suivant Monomères ou dimères Nucléotide échangeable Tube creux/plein? Localisation Diamètre Microtubules Microfilaments
Révisions Compléter le tableau suivant Microtubules Microfilaments Monomères ou dimères Dimères (tubuline α + β) Monomère (actine) Nucléotide échangeable GTP ATP Tube creux/plein? Creux Plein Localisation Du centre vers périphérie Périphérique Diamètre 25 nm 8 nm
Révisions Compléter le tableau suivant Nocodazole Phalloïdine Colchicine Cytochalasine Taxol Microtubules Microfilaments
Révisions Nocodazole Phalloïdine Colchicine Cytochalasine Taxol Microtubules Dépolymérise Bloque la polymérisation Bloque la dépolymérisation Microfilaments Bloque la dépolymérisation Bloque la polymérisation Les drogues c est tout par cœur!!!
Séance d exercices Exercices sur le chapitre 3 à préparer pour le mercredi 4 septembre