La fraction liquide du cytoplasme où baignent tous les organites chez les procaryotes, et les organites avec le noyau chez les eucaryotes
Cytoplasme
Hyaloplasme + protoplasme
Hyaloplasme en microscopie optique
Apparait comme un gel transparent homogène d'aspect astructuré
Après colorations spécifiques histochimiques, des structures figurées granulaires sont mises en évidence
Colorations de l'hyaloplasme
Coloration PAS : met en évidence des particules de glycogènes, colorées en rose
Coloration violet de crésyl : met en évidence des polyribosomes, colorés en bleu – violet
Noir soudan : met en évidence des globules lipidiques, colorés en noir, et le Oil Red O les colore en rouge
Hyaloplasme en microscopie électronique
Le cytosol proprement dit n'a pas d'ultrastructure particulière, ce sont les structures figurées granulaires et fibrillaires qui détermine la structure du cytosol
Fraction liquidienne de l'hyaloplasme
Constituée à 85% par de l'eau, contient aussi des ions, des sucres simples, des nucléotides, des acides nucléiques et des protéines essentiellement de nature enzymatique
Eléments figurés de l'hyaloplasme
Correspondent aux structures granulaires et fibrillaires observées
L'hyaloplasme représente un véritable carrefour métabolique, est le lieu de synthèse de toutes les protéines cellulaires, et le lieu de production de l'énergie cellulaire
Cytosquelette
Ensemble de polymères fibreux (cytosoliques et nucléaires) et des protéines associées
Classes du cytosquelette
Microfilaments d'actine (8 nm)
Filaments intermédiaires (10 nm)
Microtubules (25 nm)
Monomères du cytosquelette
Monomères globulaires (pour les microfilaments d'actine et les microtubules)
Monomères fibreux (pour les filaments intermédiaires)
Les éléments du cytosquelette existent sous trois formes en équilibre dans la cellule : monomères libres, polymères instables, polymères stabilisés
Microfilaments d'actine
Composés de deux protofilaments s'enroulant l'un autour de l'autre, eux-mêmes composés de sous-unités appelées actine G
Microfilaments d'actine
Possèdent une extrémité plus (+) et une extrémité moins (-), avec les sous-unités orientées dans la même direction
1. Monomères actine G liés à l'ATP et en présence de Mg2+ se polymérisent
2. Dépolymérisation nécessite l'hydrolyse préalable de l'ATP fixé à l'actine
Protéines de coiffage
Empêchent l'actine G liée à l'ADP de quitter le polymère mais aussi sa polymérisation dans son état lié à l'ATP
Drogues perturbant la polymérisation/dépolymérisation des microfilaments d'actine
Cytochalasines bloquent la polymérisation en se fixant à l'extrémité (+)
Phalloïdines bloquent la dépolymérisation en se fixant sur les côtés
Microfilaments d'actine
Polarisés, avec une extrémité (+) où la polymérisation est rapide et une extrémité (-) où elle est plus lente
Les microfilaments d'actine participent à la structuration de la membrane plasmique et au mouvement cellulaire
Microtubules
Polymères creux formés par l'assemblage de 13 protofilaments composés de tubuline α et tubuline β
Polymérisation des microtubules
Nécessite la présence de GTP et de Mg2+, la dépolymérisation nécessite l'hydrolyse préalable du GTP
Treadmilling
Dynamique des microtubules où le filament ajoute des sous-unités à son extrémité (+) et perd simultanément des sous-unités à son extrémité (-)
Drogues perturbant la polymérisation/dépolymérisation des microtubules
Colchicine et vinblastine bloquent la polymérisation en séquestrant les monomères libres de tubuline
Taxol stabilise les microtubules constitués
Microtubules
Polarisés, avec une extrémité (+) où la polymérisation est rapide et une extrémité (-) où elle est plus lente
Polymérisation des microtubules
1. Ajout de sous-unités à l'extrémité (+)
2. Perte de sous-unités à l'extrémité (-)
Dépolymérisation des microtubules
Hydrolyse préalable du GTP (GTP → GDP + Pi)
Treadmilling
Dynamique d'ajout et de perte de sous-unités aux extrémités des microtubules
Drogues perturbant la polymérisation/dépolymérisation des microtubules
Colchicine et vinblastine bloquent la polymérisation en séquestrant les monomères de tubuline
Taxol stabilise les microtubules constitués
Microtubules
Polarisés, avec une extrémité (+) où la polymérisation est rapide et une extrémité (-) où elle est plus lente
Centrosome
Structure complexe composée de deux centrioles, considérée comme le centre organisateur des microtubules
Centriole
Cylindre creux constitué de 9 triplets de microtubules, avec le microtubule le plus interne (A) complet et les microtubules distaux (B et C) incomplets
Cils et flagelles
Expansions de la membrane plasmique permettant le déplacement et le mouvement du milieu péricellulaire et des cellules
Flagelle
Composé d'un axonème (9 doublets de microtubules périphériques et 2 microtubules centraux) et d'un corpuscule basal (structure de centriole)
Microtubules instables
Ceux du cytoplasme cortical, des prolongements cytoplasmiques et du fuseau de division cellulaire
Protéines motrices associées aux microtubules (MAP)
Kinésines transportent vers l'extrémité (+), dynéines transportent vers l'extrémité (-)
Rôles des microtubules
Transport intracellulaire de vésicules, ARNm, virus, chromosomes
Positionnement des organites intracellulaires
Filaments intermédiaires
Polymères cylindriques de 10 nm de diamètre, intermédiaires entre microfilaments d'actine et microtubules
Polymérisation des filaments intermédiaires
1. Deux monomères s'associent en dimère
2. Deux dimères s'associent en tétramère
3. Plusieurs tétramères s'associent en protofilament
4. 8 protofilaments s'associent en filament intermédiaire
Filaments intermédiaires
Polymères stabilisés et non polarisés, avec un domaine central conservé et des extrémités variables
Résistent mieux aux forces d'étirement ou de déformation que les microfilaments et microtubules