Cytosquelette I-Définition Le CS est nécessaire au maintien de la vie : fécondation inflammation oxygénation Le CS sont les polymères associés à des protéines qui assurent la structure, la déformation et la mobilité cellulaire. Ces polymères sont des «rails» sur lesquels circulent des protéines et d autres molécules et qui permettent les mouvements biologiques. Le cytosquelette est remanié pour renouveler ses composants pendant la vie cellulaire O. Glycosylation Phosphorylation Protéines des F.I. Filaments intermédiaires Déphosphorylation Actine ATP Microfilaments d actine Tubuline GTP GDP Microtubul e Monomères Polymères instables M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 1
Les polymères instables peuvent se lier à des - organites - protéines associées à la membrane plasmique ou au cytoplasme (protéines G, MAP) Ce sont des polymères stables La fonction des polymères dépend de leur localisation (ex : la lamine localisée dans le noyau) II- Rôle du cytosquelette : Les polymères stables assurent : 1) structure de la cellule et des organites 2) mobilité cellulaire 3) activité métabolique 4) activité mitotique 5) prolifération bactérienne ou virale M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 2
III- Filaments intermédiaires : Forment un réseau fibreux résistant sous les membranes pour conférer des propriétés mécaniques à la cortex cellulaire nucléo plasmiques périnucléaires cytosolique A. Structure des filaments intermédiaires : Domaine central sucre sucre hydrophobe Monomère N C P hélice et constante P Dimère N C Tétramère N C 2 dimères d orientation opposée C N décalage M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 3
Tétramère N C C N Protofilament C N Plusieurs tétramères alignés bout à bout Filament intermédiaire monomère 8 à 10 nm M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 4
IV- Les microtubules Polymères Support de protéines Servent de rails pour le transport à travers la Ils sont en «instabilité dynamique» par réarrangement continu de ses composants au cours des fonctions biologiques. Conservation phylogénique Il existe 6 à 8 gènes pour chacun des monomères : tubuline α et β. Tubuline α et β Protofilament Microtubule 13 protofilaments Colchicine Vincristine La colchicine et la vincristine se fixent sur la tubuline libre et empêche la polymérisation des microtubules : La dépolymérisation continue Raccourcissement des µtubules - + TAXOL bloque l activité aux extrémités + Ces drogues sont utilisées dans le traitement des cancers pour bloquer la prolifération cellulaire M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 5
Polymérisation/ Dépolymérisation α GTP α GTP α GTP Polymérisation α GTP GDP GTP GTP GDP α Dépolymérisation Pi α α GDP GDP α GDP GDP Les MAP motrices Certaines protéines associées sont des moteurs qui véhiculent les organites et les vésicules le long des microtubules. Ce sont des ATPases : les kinésines et les dynéines Ce sont des hétéropolymères comportant 3 domaines : 2 chaînes lourdes et n chaînes légères Vésicule, protéine Extrémité - centre µtubule Extrémité + périphérie M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 6
Extrémité + Extrémité - KINESINE DYNEINE périphérie centre ATP 2 1 1 2 1 2 α GTP α GTP α α GTP α GTP α α GTP α GTP α Le domaine ATPasique se fixe sur la tubuline β après hydrolyse de l ATP M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 7
Les microtubules sont reliés au centrosome près du noyau centriole matrice peri-centriolaire : MAP 1 centriole : 9 triplets de µtubule Liaison en rayon de roue 1 triplet incliné Matrice de MAP pour la croissance du µtubule Le centrosome se duplique en phase G1+ S. Il sert à orienter le fuseau mitotique Exemple : le cil (court et battant) et le flagelle (long et ondulant) 9 doublets de µtubule dynéine µt centraux Les µtubules sont reliés à la base par les corpuscules de base qui comportent 9 triplets M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 8
C. Rôle des microtubules 1) Structure des organites 2) Transport des ARNm et des protéines 3) Déplacement des liquides extra-cellulaires 4) Déplacement cellulaire + Membrane plasmique vers le centre ENDOCYTOSE DYNEINE + - - - - + KINESINE Du centre vers la périphérie EXOCYTOSE + M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 9
V- Microfilaments d actine Permettent la structure de la et les mouvements cellulaires Adhérence Mobilité Division Rassemblement des récepteurs membranaires Phagocytose endocytose/exocytose Organisation cytosquelette MFA : protéines globulaires très abondantes dans la Actine = jusqu à 15% des protéines totales A- Assemblage ATP ATP ATP Monomères G Actine F Monomères G POLYMERISATION DEPOLYMERISATION M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 10
B- Protéines associées à l actine : Des protéines associées régulent l organisation et la fonction des micro-filaments d actine 1) Contrôle de la polymérisation / dépolymérisation : 2) Protéines de coiffe : 3) Protéines contrôlant l organisation des filaments : 4) Protéines contrôlant le déplacement des vésicules et la contraction des filaments M Cohen-Solal / PCEM1 / 2008-09 11