Le Cytosquelette
Resume
Le cytosquelette est un reseau interconnecte de macromolecule qui contribue a la rigidte et a la structure de la cellule
Ces edifices fibreux sont groupes en faisceaux interconnecte qui constitue un reseau dans le cytoplasme
Le cytosquelette des eucaryotes est constitué de microtubules, de filament d’actine et de filaments intermédiaires. Il remplit de nombreux rôle au sein des cellules:
- Le cytosquelette assure une fonction de soutien et de cohésion
- Le cytosquelette permet les déformations cellulaires et la mobilité des organismes
- Le cytosquelette assure la mise en mouvement de structures intracellulaires
- Le cytosquelette est impliqué dans le déplacement des chromosomes lors de la division cellulaire.
Il y a trois type de fibres qui composent le cytosquelette:
Les micro-tubules
Ce sont des fibres cylindriques creuses qui forment un reseau dynamique
Structure
Des dimeres alpha-tubuline et des dimeres beta-tubuline forments des proto-filaments qui forments alors le microtubule constitue de 13 proto-filaments. Les microtubule ont un diametre de 25nm environ.
Ils peuvent former des doublets et des triplets en mettant en commun des proto-filaments.
Les microtubules peuvent s’organiser en triplets, puis ensuite neuf triplets forment un centriole. Une paire de centrioles et une matrice proteique forment un centrosome qui est un centre organisateur des microtubules.
Les micro-tubules sont dynamiques, il change tout le temps de longueur et de forme, c’est la polymerisation:
- Addition de dimeres a l’extremite, donc croissance. Chaque ajout de dimere coute un GTP. Les dimeres sont ajoutes sous forme de GTP-tubuline
- Perte de dimeres a l’autre extremite qui est ancre a un centrosome, donc raccourssisssement simultane
dimere tubuline < proto-filaments < microtubule < centriole < centrosome
Fonction
Ils ont fonction de rails, il y a alors des kinesine qui se dirigent vers la peripherie (pole +) et des dyneines qui se dirigent vers le centrosome (pole -). Chacun des petits pas fait par ces petites proteines trop mignonnes coute un ATP.
Il donnent egalement leur structure aux prolongation des cellule, tels que les cils/flagelle ou les dendrites des neurones.
Ils peuvent alors servir dans la mobilite des organismes, en donnant leur structure aux cils et flagelles ils permettent par exemple aux spermatozoide d’agiter leur flagelle pour se deplacer, en lui conferant une certaine rigidite.
Ils jouent egalement un role majeur dans la division cellulaire, en separant les chromatides, ils servent alors de corde (ils sont alors oraganise en fuseau) pour tirer et separer les deux chromatide soeur: il y a alors trois type de micro-tubules:
- astraux: ancrage a la membrane
- polaire: ecartement des poles
- kinetochoriens: attaches au chromosome, responsable du mouvement
Les filaments d’actin
Structure
Les filaments d’actine sont fait de monomeres d’actine globulaire ou G-actine qui s’organisent en filaments. Ils sont tres abondants dans les cellules eucaryotes. Ils ont un diametre de 7nm environ
Sur le pole + l’ajout ATP-actine se fait rapidement, par contre la depolymerisation au pole - se fait beacoup plus lentement: c’est une extremite genante.
Cela en fait un filament tres dynamique regule par l’ATP et les ions Mg2+.
g-actine < filaments d’actine
Fonction
Maintiens de la cellule
Dans le cortex cellulaire les filaments d’actine forment un reseau sous la membrane plasmique qui assure rigidite, resistance mecanique et un maintiens de la forme.
Dans les microvillosites ils jouent le role de charpente, leur donnant ainsi rigidite et structure.
Dans la division cellulaire ils permettent de couper les ponts en s’organisant sous la forme d’un anneau contractile.
Mobilite des organismes
Les filaments d’actine permettent la contraction musculaire: le glissement actine/myosine provoque les raccourssisssement des sarcomeres (sous unite musculaire) et donc la contraction des muscles. Cette contraction consome de l’ATP.
Mobilite des organites
Les organites et vesicules sont lies a de la myosine qui se deplace sur le filament: c’est le deplacement Actine dependant.
Role dans la cohesion cellulaire
L’actine connecte aux jonctions adherente assure la continuite cytosquelette
- jonction - Matrice extracellulaire
Les filaments intermediaires
Ce sont des filaments de environ 8-12nm de diametre environ. Ils sont presents dans le cytosol et dans le nucleoplasme (C’est la lamina nucleaire). Ces filaments sont tres stable, peu soluble et donc assez statique.
Structure
- Monomere: proteines fibreuse
- Dimere: deux monomeres s’enroulent en parallele
- tetramere: deux dimeres en oriation anti-parallele (Donc non polaire)
- proto-filament: tetramere bout a bout
- filaments intermediaire: 8 proto-filaments en cylindre tressee
Fonction
Les filaments intermediaires sont specialise en fonction des tissus:
Les Neurofilaments dans les neurones, la desmine dans les muscles
Toutefois ils jouent un role dans le maintiens de la structure cellulaire avec les lamines, prensentent dans toutes les cellules. Les lamines forment la lamina nucleaire qui soutient et donne sa forme au noyau en lui assurant une resistance mecanique.
Ils jouent un role important dans la cohesion cellulaire avec les jonctions d’ancrage (voir cours jonctions), et les desmosomes (interactions cellule-cellule)
Lors de la mitose les lamines sont phosphorylees et la lamina nucleaire se dissout. cela provoque la disparition du noyau, et donc l’entre des fuseaux mitotiques (voir fig 3) et donc la separation des chromatides.