Hémidesmosome
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1 Le cytosquelette Généralités I) Les microfilaments ou filaments d'actine 1) Caractéristiques 2) Régulation de la polymérisation 2.1) Polymérisation in vitro 2.2) Protéines intervenant sur la polymérisation in vivo 3) Rôle du filament d'actine 3.1) Formation des jonctions stables 3.2) Les microvillosités 3.3) Mobilité celllulaire 3.3.1) Mise en évidence des fibres d'actine 3.3.2) Contrôle du cycle polymérisation / dépolymérisation 3.3.3) Mouvements induits par la polyactine 4) Pathologie II) Les myosines 1) Les myosines conventionnelles 2) Les myosines non conventionnelles 3) Exemples d'interactions actine – myosine 3.1) Phénomènes de contraction liés aux myosines conventionnelles 3.2) Phénomènes de contraction liés aux myosines non conventionnelles III) Les microtubules 1) Caractéristiques 2) Molécules interférant avec les microtubules 3) Les moteurs moléculaires 3.1) Les kinésines 3.1.1) Les kinésines classiques 3.1.2) Les autres kinésines 3.2) Les dynéines 4) Distribution des microtubules dans la cellule 4.1) Structure du centrosome 4.2) Rôle du centrosome 4.3) Formation du monocil 4.4) Les cils vibratiles des cellules ciliées IV) Les filaments intermédiaires 1) Structure 2) Molécules constituant les filaments intermédiaires 2.1) Les cytokératines 2.2) La vimentine 2.3) Les neurofilaments 3) Rôles des filaments intermédiaires 3.1) Les desmosomes 3.2) Les hémidesmosomes 2 Généralités - C’est un ensemble de structures filamenteuses présentes dans le cytoplasme, il va avoir des rôles important dans la physiologie cellulaire. - Il intervient dans le maintient de la forme de la cellule mais ausssi dans les déplacements cellulaires, dans la signalisation, dans le transport de certaines molécules, dans le transport des vésicules et de certains organites. - Il en existe trois sortes : - les microfilaments d'actine de 6à7 nm de diamètre - les microtubules de 25 nm de diamètre - les filaments intermédiaires de 8 à 10nm de diamètre I) Les microfilaments ou filaments d'actine 1) Caractéristiques - Les microfilaments ont un diamètre de 6 à 7 nm. - Il existe trois formes d'actine : l'actine dans les cellules musculaires mais il existe aussi d’autre isoformes qui sont les actines et dans les autres cellules. - Elle représente 20% de la masse totale du muscle dans les cellules musculaire. - L'actine se présente sous forme d'une protéine globulaire, l'actine G qui est le monomère de l'actine filamenteuse elle a la forme d’une cacahuète avec un site de fixation de l’ATP, elle est donc polarisée - Les molécules d'actine G s'associent pour former deux brins qui s'enroulent l'un autour de l'autre, constituant l'actine F, l’actine G étant polarisée, le brin l’est aussi. DESSIN - La molécule d'actine présente une extrémité +, où la polymérisation est rapide et une extrémité – où la polymérisation est 5 à 10 fois plus lente. -Pour observer ces microfilaments d’actine on a pu utiliser deux méthodes : - Immunocytochimie avec anticorps dirigés contre les isoformes présents dans la cellule - Test cytochimique sur interaction basée entre l’actine et la myosine. 2) Régulation de la polymérisation 2.1) In vitro - La polymérisation in vitro nécessite l'action d'une actine G ATPase et d'ion Mg2+. - L'ATP se fixe à l'actine G et permet sa polymérisation au filament d'actine F existant. L’actine fixe de l’atp donc en présence d’actine G d’ATP et de mg2+ on observe la création d’un filament. L’actine ayant fixée l’ATP va s’associer aux deux extrémités du filament mais avec une affinité plus grande pour l’extrémité + du filament. Progressivement l’ATP va être hydrolysé en ADP et l’actine va se dissocier du filament. DESSIN actine G + ATP On distingue une extrémité actine G – ATP barbelée (+) et actine G – ADP + Pi une extrémité pointue (-) On peut interférer avec la formation des filaments avec des substances d’origine fongique qui va perturber la dynamique : 3 - cytochalasine : qui va se fixer à l’extrémité + et empêcher la polymérisation du filament. - La phalloïdine qui empêche la polymérisation 2.2) In vivo Dans la cellule, l'actine est associée à de nombreuses protéines et c'est cette association qui régule la quantité de filament. Protéines de séquestration de monomères Thymosine et Profiline - Ce sont des facteurs responsables de la régulation de la quantité d'actine F et donc de la concentration en actine dans certaines régions données du cytoplasme. - Si on augmente la concentration en séquestrine il y aura peu de filaments créés de novo mais ils permettent néanmoins la mobilisation rapide de l’actine pour l’élongation. - L'association de ces protéines empêche la polymérisation et permet de conserver une réserve d'actine G disponible dans le cytoplasme. Protéines de coiffe - Les microfilaments sont stabilisés par leurs extrémités, ce qui permet un contrôle de la longueur des molécules d'actine F. - Selon le type cellulaire, elles peuvent s'associer à l'extrémité + et stabiliser le filament (exemple de Cap Z) ou l'extrémité – (exemple de la tropomoduline). Protéines favorisant la polymérisation : Les profilines favorisent l’échange ADP -> ATP Protéines de nucléation : Il y a 2exemples : - Facteur de nucléation et facteur le stimulant (ARP 2/3 et N-WAS) : Il va y avoir formation de filaments s’attachant à un prééxistant Ainsi il y aura formation de réseau de filaments branchés DESSIN Cette réaction n’est pas spontannée et nécessite un facteur de nucléation - Formines : elles se lient à l’actine et permettent la formation d’un filament, ici le facteur avance vers l’extrémité + lors de la constitution du filament, il y aura alors formation d’un filament linéaire Facteurs d’élongation : Il s’agit de protéines nécessaires pour empêcher les protéines de coiffe d’arrêter la croissance des filaments : - Formines Dessin : 4 Protéines d'association : faisceaux et réseaux (assamblage de filaments) - Elles constituent des ponts entre les microfilaments par l'intermédiaire de deux zones d'ancrage. - Elles permettent la constitution de différents types de faisceaux selon les protéines : - des faisceaux serrés (microvillosités) - des faisceaux plus larges (cellules musculaires). - Les espaces entre les microfilaments sont plus ou moins importants en fonction de la longueur de la protéine : la villine et la fimbrine sont des protéines de pontages courtes, l' actinine est longue. DESSIN - La structure des réseaux est beaucoup plus large et plus souple que celle des faisceaux. - Cette structure est responsable de l'aspect de gel du cytoplasme. La formation de faisceaux est due à la filamine, qui crée un réseau tridimensionnel dans le cytoplasme et donne un aspect de gel. DESSIN Protéines d'attache à la membrane cytoplasmique : ancrage - Elles constituent le réseau sous cortical ou cortex de la cellule en permettant l'ancrage de l'actine au niveau du cortex cellulaire. - Exemple de la spectrine des globules rouges et de la dystrophine des cellules musculaires striées. - Les techniques de marquages en immunochimie permettent de révéler la présence de ces protéines dans le réseau sous cortical. - Elle solidarise le réseau de filaments d’actine avec la membrane, lors d’anomalies génétiques on fera un test diagnostic pour la dystrophie de Duschene, il n’y aura pas de marquage autour de la cellule. Dessin : Protéines de coupure - Elles clivent les microfilaments en petits fragments ce qui transforme la structure de gel en structure de solution semi-liquide (transition gel sol) : gelsoline, séverine, fragemine. Substances exogènes Ce sont des protéines fongiques : 5 - La cytochalasine démantèle le cytosquelette en s'attachant à l'extrémité + du filament et empêche la polymérisation. - La phalloïdine maintient la forme polymérisée en bloquant la dépolymérisation. 3) Rôle du filament d'actine 3.1) Formation des jonctions stables - Les microfilaments participent à la formation des jonctions stables : adhérens. de type zonula Au ME : - La jonction se fait grâce à une liaison homotypique des cadhérines en présence de Ca2+, ainsi que de protéines d’attache membranaires, ces cadhérines sont reliées aux microfilaments d’actine par un ensemble de protéines d’attaches - La jonction entre les cadhérines et le cytosquelette se fait par l'intermédiaire des caténines. En coupe : Les caténines jouent un double rôle : - Elles interviennent dans l’attache de l’actine à la membrane - Elles interviennent dans un rôle de molécule de signalisation 3.2) Les microvillosités des entérocytes au pôle apical - La microvillosité est une structure en doigt de gant que l'on trouve entre autre au niveau de la membrane apicale des cellules intestinales. - On distingue une striation au pôle apical de la cellule, un test au PAS est positif et révèle la présence de glycocalix de surface membranaire. - C'est une expansion de la membrane contenant 20 à 30 filaments d'actine associés en faisceaux. - Ces filaments sont reliés entre eux par la villine et la fimbrine. - L'extrémité + est noyée dans une coiffe protéique, dans la partie haute de la microvillosité. - L'extrémité – des filaments plonge dans le cortex cellulaire : c'est le réseau terminal. - Au niveau de leurs faces latérales, les filaments interagissent avec la membrane cytoplasmique par l'intermédiaire d'une petite protéine motrice, la myosine de type I associée à la calmoduline. DESSIN 6 Le rôle de ces microvillosités est d’augmenter la surface d’échange et on y trouve : - Des dissacharridases - Des transporteurs 3.3) Mobilité cellulaire - Il s'agit des déformations de la cellule ou de ses déplacements. - Elle peut être liée à la polymérisation de l’actine sans moteur - Elle peut être liée à l’intéraction actine et moteur moléculaire. 3.3.1) Mise en évidence des fibres d'actine - Par immunohistochimie, en utilisant un Ac marqué dirigé contre l'actine ou par marquage direct de l'actine. - On a ainsi pu mettre en évidence une extrémité pointue, l'extrémité - et une extrémité barbue, l'extrémité +, celle de la polymérisation la plus rapide. Les vésicules d’endocytose : Quand il y a naissance de vésicule, il y a polymérisation de l’actine liée à un mécanisme inconnu. 1. Activateur Arp2/3 : Dessin : Le complexe activateur est situé aux extrémités de la vésicule : - Cela induit la formation de réseau branché qui se fixe au manteau qui entoure la vésicule et pousse la membrane. 2. Système activateur localisé au niveau de la membrane de la vésicule en création Dessin : Cela induit la formation d’un réseau branché tout autour de la vésicule, la vésicule sera repoussée par l’extrémité + du réseau 7 3.3.2) Contrôle du cycle polymérisation / dépolymérisation - Plusieurs signaux peuvent être responsables de la création d'un filament d'actine ; un signal exogène (fixation d'un ligand) ou endogène (intracellulaire) entraîne l'activation de GTPases. - Il s'ensuit une cascade de réactions intracellulaires et la formation d'un polyfilament d'actine. - Ce filament peut provenir de trois mécanismes différents : - création de novo de microfilament à partir du complexe protéique de nucléation : apparition d'extrémités barbelées. - disparition de la protéine de coiffe au niveau de l'extrémité + du microfilament. - à partir des microfilaments préexistant, clivés. 3.3.3) Mouvements induits par la polyactine 1. Mouvements au cours de l'endocytose : Au moment de l'endocytose, dans la zone corticale, la polyactine présente ses extrémités + vers la vésicule. La polymérisation de l'extrémité + du microfilament pousse la vésicule sur une courte distance ; le relais est ensuite pris par les microtubules. 2.Exemple du mécanisme pathogène de la bactérie Listeria monocytogenes : responsable de la listériose. - Elle a la capacité de se soustraire à la vacuole dans laquelle elle est intégrée et se retrouve donc dans le cytoplasme, là, sa paroi contient un système d’activation de la polymérisation des microfilaments d’active. - Ces microfilaments vont pousser la bactérie vers le pôle opposée de la cellule qui va alors en traverser une autre et réussir à se soustraire au système immunitaire - Elle utilise la polymérisation de l'actine pour se mobiliser dans la cellule infectée et pour passer d'une cellule à l'autre ; elle échappe ainsi au système immunitaire. Ce phénomène résulte de l'activation des protéines de nucléation. Dessin Les nanotubes : II) Les myosines - Elles ont la propriété d'hydrolyser l'ATP après activation. 1) Les myosines conventionnelles - La myosine de classe II de la cellule musculaire intervient dans les phénomènes de contraction. 8 - Elle est faite de deux chaînes lourdes enroulées portant chacune une tête globulaire ayant une activité ATPasique. La taille de la molécule est de 150 nm. - Ces molécules s'associent entre elles et constituent des filaments ; l'association est bipolaire. - Ces filaments interagissent avec l'actine et le déplacement des têtes de myosine génère la contraction musculaire. 2) Les myosines non conventionnelles - La myosine de classe I est constituée d'une seule tête à activité ATPasique et d'une queue relativement courte. - Ces myosines ne produisent pas de filaments et n'interviennent pas dans la contraction cellulaire, mais dans des phénomènes de contraction intracellulaire. 3) Exemples d'interaction myosine – actine 3.1) Phénomènes de contraction liés aux myosines conventionnelles - Dans la contraction de la cellule musculaire striée squelettique, actine et myosine sont arrangées en sarcomères. Lors de la contraction les filaments d'actine et de myosine glissent les uns sur les autres, entraînant le raccourcissement du sarcomère et la contraction de l'ensemble de la cellule. - Cytocinèse : à la fin de la mitose, un anneau de filaments d'actine se constitue permettant de séparer les deux cellules fille. - Mouvements morphogénétiques de l'embryogenèse : un épithélium plat au départ va pouvoir constituer une structure invaginée de type glandulaire grâce aux complexes de jonction. - Mécanisme de réparation tissulaire : le déplacement des fibroblastes utilise les microfilaments organisés sous forme de fibres de stress aboutissant à leur extrémité, à des structures d'attache au support ou points de contact focaux. La fixation se fait par l'intermédiaire d'intégrines, comme le récepteur de la fibronectine dans les fibroblastes. Les microfilaments sont reliés aux intégrines par des complexes protéiques. 3.2) Phénomènes liés aux myosines non conventionnelles - Les myosines non conventionnelles interviennent dans les déplacements intracellulaires. - La myosine de type I fixe une structure membranaire de type vésicule et interagit avec le filament d'actine par sa tête globulaire, permettant son déplacement vers l'extrémité + du microfilament. C'est le moyen de transporter des vésicules sur de courtes distances et proches de la membrane. - La myosine de type V est responsable du transport des grains de mélanine (mélanosomes) sécrétés par les mélanocytes et recueillis par les kératinocytes. Une myosine anormale est responsable d'une absence de pigmentation de la peau. III) Les microtubules 1) Caractéristiques - C'est une structure tubulaire de 24 à 25 nm de diamètre, constituée de tubuline, existant sous deux formes, et . - Ces deux sous unités s'assemblent pour former un hétérodimère de tubuline de 8 nm, capable de lier le GTP. Seule la sous unité est capable d'hydrolyser le GTP en GDP. - Les hétérodimères s'associent à leur tour pour former des protofilaments. Les sous unités et interagissent à la fois pour former l'hétérodimère et pour former les protofilaments. 9 - Enfin, 13 protofilaments s'associent entre eux pour former le microtubule. La structure en tube creux est bien visible sur une coupe transversale. - Le microtubule est dynamique : son instabilité varie en fonction de l'état physiologique de la cellule. Molécules interférant avec les microtubules Certaines molécules modifient le comportement des microtubules : - La colchicine, un alcaloïde extrait de la colchique, s'associe aux molécules de tubuline libres et empêche ainsi leur polymérisation. - Le taxol s'associe aux sous unités de l'extrémité + des microtubules existant et empêche la poursuite de la polymérisation. Protéines stabilisant les microtubules in vivo - Les microtubules s'associent avec des protéines de stabilisation, les MAPs (Microtubule Associated Proteins). Les MAPs existent dans toutes les cellules, mais les mieux étudiées sont celles rencontrées dans le neurone. - Elles permettent la constitution de faisceaux plus ou moins serrés de microtubules dans les cellules. - Elles ont donc un rôle dynamique dans la cellule. - Les MAPs s'associent aux microtubules, microfilaments et filaments intermédiaires : structure tridimensionnelle. - MAP2 est responsable de la constitution de faisceaux lâches alors que la protéine Tau permet la formation de faisceaux denses. Protéines déstabilisant les microtubules - Ce sont des protéines importantes au moment de la division cellulaire, car les microtubules doivent se dépolymériser rapidement. - Ce sont des protéines intrinsèques à la cellule dont le mode d'action est : - soit de séquestrer la tubuline, empêchant son association - soit de se lier à l'extrémité +, empêchant ainsi la polymérisation. 3) Les moteurs moléculaires - Les microtubules servent de rails pour le déplacement des éléments à l'intérieur de la cellule qui se font grâce à des moteurs protéiques. 3.1) Les kinésines 3.1.1) Les kinésines classiques - La kinésine-1 est présente dans tous les types cellulaires, à tous les stades de développement et dans tous les organismes cellulaires testés. Il s’agit d’un dimère, dont les têtes contiennent le domaine de liaison et le domaine d’hydrolyse de l’ATP. Elles se déplacent l’une après l’autre en effectuant un « pas » de 8 nanomètres au cours d’un intervalle de temps de l’ordre de la microseconde. Les queues, quant à elles, sont impliquées dans le transport des molécules. - Elles déplacent les éléments le long du tubule de l'extrémité – vers l'extrémité +. - L'interaction avec l'élément à transporter – une vésicule, par exemple – n'est pas directe mais nécessite la présence d'un complexe protéique et d'un récepteur à ce complexe sur l'élément. - La kinésine sert de lien entre le complexe et le microtubule. 3.1.2) Les autres kinésines - Elles assurent un déplacement le long des tubules vers l'extrémité + ou l'extrémité -. - Elles peuvent aussi participer aux déplacements des microtubules les uns par rapport aux autres. 10 - Exemple d'éléments déplacés : - mRNA : transport des mRNA d'un point à l'autre de la cellule - le cytosquelette : déplacement des microtubules les uns par rapport aux autres par : - un mécanisme similaire, une partie de la kinésine fixe le microtubule et la partie ATPasique interagit avec l'autre microtubule. - des kinésines qui possèdent deux extrémités ATPasiques interagissant chacune avec un microtubule et entraînant leur séparation. - séquestration de molécules importantes pour la signalisation : un signal va permettre de libérer une molécule de signalisation. Ainsi, le milieu intracellulaire est très mobile. Les kinésines y ont un rôle de déplacement d'éléments, mais aussi de séquestration. 3.2) Les dynéines - Le mécanisme d'action des dynéines est le même que celui des kinésines classique mais la dynéine déplace de l'extrémité + vers l'extrémité -. 3.2.1) Dans le neurone - Dans l'axone, tous les microtubules sont polarisés dans le même sens, l'extrémité + dirigée vers l'extrémité de l'axone. - Les déplacements vers l'extrémité de l'axone, donc l'extrémité + des microtubules se fait grâce à la kinésine. - Les déplacements vers le corps cellulaire se font grâce à la dynéine. 3.2.2) Dans toutes les cellules Les déplacements les plus longs – comme les déplacements du noyau vers la périphérie – utilisent les microtubules comme rails, alors que les déplacements courts, proches de la membrane cytoplasmique, se font par l'action des microfilaments d'actine. 3.2.3) Déplacements utilisant les deux systèmes - Les mélanosomes, vésicules contenant la mélanine, doivent quitter le mélanocyte dans lequel ils sont synthétisés et gagner les kératinocytes pour y être entreposés. - Le déplacement vers la périphérie du mélanocyte se fait grâce à la kinésine (extrémité + du microtubule). - Le transfert des mélanosomes vers les autres cellules de l'épiderme se fait par l'intermédiaire d'un système actine – myosine (myosine 5, non conventionnelle). 4) Distribution des microtubules dans la cellule - Les microtubules sont répartis à partir des centres organisateurs des microtubules (MTOC). - Le principal est le centrosome. 4.1) Structure du centrosome - Le centrosome se trouve dans les cellules épithéliales ; il est localisé dans la partie du cytoplasme juste au-dessus du noyau. - Il est constitué du diplosome et d'un matériel amorphe péricentriolaire. Le diplososme - Il est constitué de deux centrioles placés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. - Chaque centriole a une forme de cylindre de 0,2 m de diamètre et de 0,5 m de hauteur. 11 Le centriole - Il est constitué de triplets de tubules ; la paroi comporte 9 triplets de tubules, les tubules A, B et C, formés par des hétérodimères de tubuline et . - Seuls les tubules A sont complets, B et C sont incomplets. - Les tubules A sont situés à l'intérieur et les tubules C vers l'extrérieur. - L'ensemble est localisé dans une matrice formée de molécules qui servent à la polymérisation. - Les microtubules cytoplasmique sont disposés en rayon à partir du centrosome. Le centriole mature : - Il possède deux extrémités, une proximale et une distale où des masses satellites se raccordent au triplet du centriole. - Il présente une structure en 9 triplets périphériques avec peu d'éléments dans l'axe du centriole. Le centriole immature : - Il possède également deux extrémités, mais présente une structure en roue de charrette, avec des liaisons reliant le centre à la périphérie. Evolution mature – immature pendant la division cellulaire : - Avant que la cellule ne se divise, le centriole se duplique à partir du diplosome de la cellule initiale. - Il y a séparation des deux centrioles qui présentaient des liens entre eux au cours de l'interphase, puis, formation de nouveaux centrioles à partir de la masse amorphe péricentriolaire. Séparation des centrioles Duplication des centrioles = centriole immature = centriole mature 4.2) Rôle du centrosome Duplication du centrosome - La duplication du centrosome intervient dans la division cellulaire pour organiser le fuseau mitotique. - Il y a formation des microtubules à partir du matériel péricentriolaire qui les polarise : - extrémité – dans la région du matériel péricentriolaire - extrémité +, soit fixée aux chromosomes, soit libre Nucléation des microtubules - La nucléation commence dès la constitution des microtubules. 12 - La nucléation est liée à des facteurs cytoplasmiques et à la présence des chromosomes qui induisent ces modifications. En particulier, la protéine Ran qui passe de l'état GDP à l'état GTP activée. - La tubuline , présente dans la région péricentriolaire, s'organise pour constituer un moule en anneau suivant lequel le microtubule sera polymérisé. - Le microtubule a son extrémité + tournée vers la périphérie de la cellule. 4.3) Formation d'un monocil Le monocil est une structure qui apparaît à la surface de cellules jointives ou polarisées. Structure du monocil - C'est une expansion de la membrane cytoplasmique qui présente à la base les deux centrioles. - La tige ciliaire ou axonème se forme à partir des microtubules de l'un des centrioles et est constitué de 9 doublets périphériques, formés d'un tubule A complet sur lequel se raccordent un tubule B incomplet et des bras de dynéine. Rôle du monocil Le monocil nodal : - On trouve le monocil nodal au niveau de certaines structures au tout début du développement embryonnaire. Ils sont portés par des cellules spécialisées et sont responsables de l'asymétrie de l'organisme. - Plusieurs hypothèses concernant leur mode d'action : - des molécules morphogènes se déplaceraient par l'intermédiaire des mouvements des monocils et se concentreraient alors d'un côté de l'organisme. - des déplacements liquidiens seraient responsables de modifications de pression, ce qui induirait des flux de Ca2+ se propageant aux autres cellules par les jonctions de type Gap. - Le situs inversus est une inversion totale des organes due à une anomalie des monocils. Rôle de détecteur : - Certains monocils portent sur leur membrane des récepteurs absents sur le reste de la cellule. - Les ligands ne peuvent agir que quand les monocils sont en place. - Certaines pathologies sont liées à l'absence de récepteurs. 4.4) Les cils vibratiles des cellules ciliées On les trouve sur cetaines cellules épithéliales qui portent 100 à 200 expansions de ce type. Formation des cils vibratiles - Les cellules polarisées présentent un diplosome autour duquel se forment de nouveaux centrioles par polymérisation des microtubules A, B et C. - Lors de la différenciation en cellule ciliée, les nouveaux centrioles migrent en surface et sont à l'origine du corpuscule basal de chacun des cils vibratiles. Structure des cils vibratiles - C'est une expansion de la membrane cytoplasmique qui contient un axonème, dans l'axe du cil, constitué de 9 doublets périphériques auxquels s'ajoutent deux tubules centraux ; donc un total de 11 tubules. - A partir du corpuscule basal, l'axonème se raccorde à la membrane basale. - La plaque basale est un peu décalée au-dessus des doublets périphériques ; à partir de cette plaque se forme deux tubules centraux bien séparés l'un de l'autre. La vésicule ciliaire relie la plaque basale à la région des tubules centraux. 13 - Structure de l'axonème : - tubule A, le plus interne, tubule B, le plus externe - des bras de dynéine qui se projettent vers le tubule du doublet adjacent : il existe des bras interieurs et des bras extérieurs. - les tubules A et B sont reliés entre eux par la nexine - à l'intérieur, deux tubules centraux qui se polymérisent à partir de la plaque basale et entourés par un matériel péritubulaire - les doublets périphériques sont reliés à la structure centrale par des structures radiaires. Rôle des cils vibratiles - Ils doivent battre de façon coordonnée pour permettre un déplacement. La coordination est due aux structures qui créent des liens : une molécule ATPasique, la dynéine et une structure centrale qui organise les microtubules. - Ils sont rencontrés dans certains épithéliums : trompe, appareil respiratoire ; leurs battements permettent la mobilisation du mucus. Pathologie : la maladie de Kartagener : maladie génétique dans laquelle les bras de dynéine sont absents. IV) Les filaments intermédiaires - Ce sont des filaments protéiques, de forte résistance mécanique, ayant un diamètre intermédiaire entre les microfilaments d'actine et les microtubules : 8 à 10 nm. - On les trouve dans le cytoplasme des cellules, au niveau des noyaux. Par marquage, ces structures sont visibles sous forme de filaments reliant la membrane nucléaire à la membrane cytoplasmique. 1) Structure - C'est une protéine fibreuse possèdant des extrémités C et N term de natures différentes. - La partie centrale est formée d'une séquence répétitive de 7 aa. - Chaque molécule s'associe avec elle même pour former un dimère. - Puis, les dimères s'associent de façon antiparallèle et avec un décalage pour former un tetramère. - L'assemblage des tetramères constitue le protofilament, non polarisé. - Enfin, 8 protofilaments s'associent pour constituer le filament intermédiaire. 2) Molécules constituant les filaments intermédiaires 2.1) Les cytokératines - Elles constituent les filaments intermédiaires cytoplamiques. - Elles sont de deux types : les cytokératines acides et les cytokératines basiques. - Dans une cellule épithéliale, les filaments intermédiaires sont constitués par les deux variétés à l'intérieur du même filament. 2.2) Classe de la vimentine - On la trouve dans les cellules d'origine mésoblastique, comme les fibroblastes, les cellules mésothéliales, les cellules endothéliales. - Dans cette classe, on trouve la desmine et la GFAP. - Ces molécules vont former des filaments d'homopolymères ou d'hétéropolymères. - Ces filaments intermédiaires ne s'associent jamais avec les filaments de cytokératine. 14 2.3) Les neurofilaments Ce sont les filaments intermédiaires que l'on trouve dans les neurones ; ils sont constitués de trois molécules de faible, moyen et haut poids moléculaire. 3) Rôle - C'est un rôle de soutien, de résistance mécanique à l'intérieur de la cellule. - Ces filaments s'associent à des jonctions, en particulier dans les cellules. 3.1) Les desmosomes - Les desmosomes sont des jonctions de type macula entre deux cellules. - Dans les cellules épithéliales, ils interfèrent avec les filaments intermédiaires de cytokératine (acides et basiques). - Au MET, on voit : - un élargissement de l'espace intercellulaire - deux plaques denses, l'une externe contre la membrane cytoplasmique, l'autre interne sur laquelle se fixent le filaments de cytokératine. - Les jonctions entre les cellules au niveau des desmosomes se font par l'intermédiaire de cadhérines, protéines transmembranaires, reliées aux filaments intermédiaires par des protéines d'association. 3.2) Les hémidesmosomes - Ils permettent l'attachement de la cellule épithéliale sur la matrice extracellulaire. - Au MET, un épithélium stratifié, comme la peau, montre : - une lame basale - la membrane cytoplasmique de la cellule - un petit épaississement au niveau des hémidesmosomes, avec une plaque dense vers laquelle convergent les filaments intermédiaires de cytokératine. - La fixation à la matrice extracellulaire se fait par l'intermédiaire d'intégrines permettant l'adhésion à la laminine. - Les filaments intermédiaires s'ammarrent sur les intégrines par l'intermédiaire de : - la plectrine, lien entre cytokératine et la BP 250 (de pemphygoïde bulleux ..) - la BP 180 , qui relie la plectrine à l'intégrine - Une anomalie des hémidesmosomes entraîne le décollement de l'épithélium et l'apparition de bulles ; c'est ce qui se passe lorsqu'on utilise une Ac dirigé contre la BP 180 : il y a séparation du derme et de l'épiderme. 15 Le cytosquelette – illustrations Microfilament d'actine 16 Protéines associées à l'actine Différents types d'arrangement 17 Formation des réseaux Protéines d'ancrage Formation des faisceaux 18 Interaction homophilique entre cadhérines au niveau d'une zonula adhérens Microvillosité Déplacement du fribroblaste 19 Les myosines Assemblage de la myosine de type II Les myosines et le mouvement 20 Différents agencements dans la cellule Microtubule Croissance et décroissance 21 Les moteurs moléculaires : mise en évidence des déplacements Kinésine et dynéine 22 Le centriole Le monocil Cils et flagelles 1. Membrane plasmique 2. Doublet 3. Tubes centraux entourés de leur gaine 4. Fibres radiaires 5. Granules intramembranaires (zone proximale de membrane ciliaire) 6. Collier 7. Vésicule ciliaire 8. Plaque basale 9. Corpuscule basal 10. Racine ciliaire 23 Les filaments intermédiaires 24 desmoplakine fil intermédiaire plakoglobine desmogléine plakophiline desmocolline Desmosome filaments plectrine BP 250 BP 180 intégrine Hémidesmosome lame basale
