Cytosquelette (2)

• L’actine globulaire possède un site de liaison à l’ATP dans le sillon entre les deux domaines.

  • Seule l’actine G-ATP se lie au polymère d’actine F.
  • Dans le polymère l’actine hydrolyse l’ATP après l’avoir incorporé. Cette hydrolyse diminue la stabilité du polymère et modifie l’affinité aux protéines.
• Un filament intermédiaire contient 8 protofilaments enroulés comme une corde.

  Attention à ne pas confondre avec les microtubules qui eux possèdent 13 protofilaments.
• ARP 2/3:

  → réseau d’actine branchée, FORMINES → FH1= liaison à l’actine et FH2 = nucléation de l’actine
• Les lamines font partie du cytosquelette (FI) et soutiennent la paroi nucléaire durant l’interphase. Ce sont des filaments intermédiaires nucléaires et pas cytoplasmiques.
• Certaines enzymes utilisent l’ATP pour phosphoryler les neurofilaments ce qui les stabilisent et pour phosphoryler la lamine ce qui la déstabilise/dissocie.
• Le taxol fige les microtubules en les stabilisant et ainsi empêche la formation du fuseau mitotique, ce qui mène à la mort de la cellule.
• L’actine est liée par des complexes protéiques à la matrice extracellulaire ou à d´autres cellules.
• La profiline favorise l'échange de l'ADP en ATP avec l´actine libre et non le microfilament d´actine. Elle va également favoriser la liaison de l´actine à l’ATP au (+) et accélérer la polymérisation de l´actine.
• - La polymérisation de l'actine peut se faire aux 2 extrémités, mais sera plus rapide à l’extrémité positive.

  • Pour les microtubules, la polymérisation in vivo est impossible sur l´extrémité (-).
• Les microfilaments d´actine interagissent avec les intégrines et les cadhérines pour l’adhérence cellulaire.

  • L´association avec les intégrines: d´adhérence à la matrice extracellulaire
  • cadhérine est impliquée dans l´adhérence cellule-cellule.
• Les microtubules utilisent de la dynéine responsable du transport rétrograde, du + vers le – pour le centre organisateur.
• Les microtubules ne sont pas en capacité d’adresser des protéines au noyau. Les microtubules permettent :

  • Mouvement cellulaire-flagelle, cils
  • Ségrégation des chromosomes durant la division
  • Distribution des organites
  • Traffic intracellulaire des vésicules et de molécules (ARN)
• Le centrosome contient l’anneau de tubuline gamma = 13 sous-unités de tubuline gamma + 2 protéines se liant à la tubuline gamma + des protéines de soutien.
• Les kinésines lient l’ATP et ont donc une activité ATPasique (hydrolyse en ADP).
• Les cils:

  • composés d’un corpuscule basal (centriole = 9 triplets de microtubules)
  • et d’un axonème composé de microtubules (9 doublets périphériques de microtubules + 1 paire centrale de microtubules).
• Les microvillosités sont composées d’actine organisé en faisceaux parallèles serrés.
• Protéines microtubules peuvent entraîner des maladies neurodégénératives

  • cas des protéines stabilisatrices Tau (dans les dendrites) et MAP 2 (dans les axones) présentes dans les neurones.
  • Des anomalies de la structure, la fonction ou l’expression de Tau: maladies neurodégénératives comme Alzheimer.
  • mutations protéines motrices dynéines, dynactines et kinésines: maladies neurodégénératives (sclérose latérale amyotrophique).
• Les kératines (acide et basique) sont des composantes protéiques des filaments intermédiaires de classe I et II.

  • Elles sont localisées dans les cellules épithéliales, les poils, les cheveux et ongles.
• Une anomalie de la kératine peut engendrer une épidermolyse bulleuse ;
• Les protéines de la coiffe (EB1, APC, CLIP 170) se fixent à l’extrémité + (riche en GTP) des microtubules guident la polymérisation des microtubules vers d’autres structures cellulaires.
• C’est la tubuline gamma qui fixe l’extrémité « moins » des microtubules au centre organisateur des microtubules MTOC
• La coiffe riche en GTP à l’extrémité « plus stable ». L’hydrolyse du GTP de la sous-unité béta déstabilise les interactions entre les dimères de tubuline et fragilise le microtubule.
• • La desmine est un type de filaments intermédiaires de classe III propre aux cellules musculaires.
• • Les lamines – filaments intermédiaires du noyau cellulaire, qui vont être présentes dans toutes les cellules eucaryotes
• Pendant l’interphase les lamines sous leur forme non phosphorylée stabilisent l’enveloppe nucléaire.
• L’épidermolyse bulleuse est une anomalie d’expression de la kératine (FI des cellules épithéliales).
• une perte d’expression de la vimentine peut causer la cataracte.
• La phalloïdine et la cytochalasine B sont deux toxines d’origine fungique mentionnées dans le cours.

  • La phalloïdine stabilise les microfilaments d’actine,
  • cytochalasine B les déstabilise.
• les microtubules et les microfilaments d’actine qui participent au transport de vésicules.
• La vinculine est une protéine de liaison qui, comme la taline, sert à la liaison entre l’actine et la matrice extra-cellulaire.
• La dystrophine assure le lien entre l’actine musculaire et la matrice extra-cellulaire.
• Le GTP a un rôle de régulation de l’organisation de l’actine en cellule (en lamellipodes ou filopodes par exemple):

  • Cela se réalise grâce aux GTPases monomériques des familles Rho, Rac et CDC42, dont l’activité dépend de leur liaison au GTP (forme active) ou GDP (forme inactive).
• La myosine I est une protéine monomérique faisant partie des myosines nonconventionnelles, elle a pour rôle le transport de vésicules sur l’actine et l’ancrage du microfilament d’actine à la membrane.
• La tropomyosine et CapZ, (qui est une protéine de la coiffe), sont bien stabilisatrices des microfilaments d’actine.
• La gelsoline n’est pas stabilisatrice : elle entraine des ruptures des microfilaments d’actine au niveau du cortex cellulaire.
• La phalloïdine bloque la dynamique des microfilaments d’actine.

  • Elle a une forte affinité pour l’actine F (en filament) mais une faible affinité pour l’actine G (libre).
  • Elle est utilisée pour faire des marquages fluorescents des microfilaments d’actine dans les cellules et tissus.
• Les microtubules sont polarisés et grâce à leur extrémité + qui est libre, ils permettent la polarisation de la cellule et ainsi à son maintien.
• Les filaments intermédiaires sont les plus stables et résistants du cytosquelette.

  • un rôle essentiel dans la résistance mécanique des cellules
  • maintien de la forme cellulaire
  • soutien de l’enveloppe nucléaire.
• • Les filaments intermédiaires ne contribuent pas au transport des organelles.
  • Par contre, c’est bien le cas des microtubules qui vont permettre le déplacement de vésicules et de molécules ;
  • ainsi que des microfilaments d’actine qui vont permettre le transport des vésicules membranaires.
• Les microfilaments d’actines

  • les plus fins du cytosquelette, pour autant
  • les plus rigides quand ils sont sous forme de réseau et ceux qui résistent le mieux aux tensions.
  • plus résistants que les microtubules.