Le cytosquelette

Chapitre 3 :
Le cytosquelette
Cours
Lundi 2 septembre
Présentation
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Forme la charpente de la cellule
Constitué de 3 types de filaments:

Microtubules
25nm
 Dimères de tubuline


Microfilaments
8 nm
 Monomères d’actine


Filaments intermédiaires
10 nm
 Monomères variés (kératine, vimentine…)

Présentation

2 fonctions principales:
 Structure:
maintien de la cellule dans son environnement
et positionnement des organites intracellulaires
 Motricité:
 Des
organites dans la cellule (trafic intracellulaire)
 De la cellule dans son environnement (motilité)
Organisation des filaments dans la cellule
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
Microfilaments: distribution périphérique, sous-corticale
Filaments intermédiaires: de la périphérie vers le centre
Microtubules: rayonnent du noyau (accrochés au centrosome)
vers la périphérie
Organisation des filaments dans la cellule

Faire correspondre les photos aux différents types
de filaments
Organisation des filaments dans la cellule

Faire correspondre les photos aux différents types
de filaments
Les filaments intermédiaires
Les filaments intermédiaires

Structures fibreuses compactes et résistantes

Association de monomères selon le schéma suivant:
Les filaments intermédiaires

Les filaments intermédiaires sont présents dans toutes
les cellules mais peuvent avoir des fonctions (et une
localisation) différentes en fonction du type de cellule.
On trouve plusieurs grandes familles de monomères:
Kératine +++ => surtout dans les cellules épithéliales
 Vimentine => cellules d’origine endodermique (un des
feuillets embryonnaire, théoriquement elles disparaissent à
l’âge adulte)
 Protéines de neurofilament => cellules nerveuses
 Lamine nucléaire => sur la face interne de l’enveloppe
nucléaire, sert de point d’attache à la chromatine

Les filaments intermédiaires


Fonction structurale+++ => ce sont les filaments qui
résistent le plus à la déformation
Participent à la fois à l’architecture cellulaire et
tissulaire (aux jonctions entre les cellules, cf dernier
chapitre)
Les filaments intermédiaires

Un exemple de pathologie: l’épidermolyse bulleuse


Liée à une mutation sur une kératine
Rend les filaments beaucoup plus sensibles à la déformation =>
ceux-ci n’assurent plus leur fonction de cohésion et de stabilité
mécanique
Les microtubules
Les microtubules - structure

2 types de monomères semblables formant un
dimère:
 Tubuline
α
 Tubuline β (contient un GTP échangeable)
- Trois phases dans la
formation d’un
microtubule
- Tout est basé sur une
balance polymérisation/
dépolymérisation
(concentration critique)
Les microtubules - structure

L’assemblage des microtubules est asymétrique:
 Extrémité
plus:
 vitesse
de croissance plus élevée
 située à la périphérie de la cellule
 Extrémité
 vitesse
moins:
de croissance moins élevée
 attachée au centrosome (point de départ de tout le réseau
de microtubules), plus au centre
Les microtubules - assemblage



Ajout au fur et à mesure de tubuline
Lorsque la tubuline est intégrée au microtubule, le
GTP est hydrolysé en GDP
La forme « tubuline-GDP » est moins stable =>
tendance à se dépolymériser
Les microtubules - assemblage

Si il y a suffisemment de forme GTP dans le milieux, alors l’ajout de la tubuline se
fait plus rapidement que l’hydrolyse donc le microtubule croit
Sur l’extrémité plus,
formation d’une coiffe GTP
Stabilisation extrémité
plus => croissance plus
rapide
Les microtubules - drogues

Bloquent la polymérisation et dépolymérisent:
Colchicine
 Vinblastine
 Nocodazole


Bloquent la dépolymérisation:
Taxol
 GTPγs (empêche l’hydrolyse du GTP en GDP)


Certaines de ces drogues sont utilisées dans le
traitement du cancer (taxol). En effet, elles perturbent
la dynamique cellulaire et donc la réplication cellulaire.
Piège classique

L’extrémité moins des MT dépolymérise tandis que
la plus polymérise.
 FAUX,
ARCHI FAUX!!!
 Les deux peuvent à la fois polymériser et
dépolymériser, ça dépend des situation.
 En revanche, l’extrémité moins polymérise en général
moins vite que la plus.
Les microtubules – protéines associées

Régulatrices:
 Connexions
entre les MT (créer un réseau dans la cellule
pour faciliter le trafic intracellulaire)
 Stabilisation des extrémités (les MT se dépolymérisent
facilement)
 Créer un lien entre les MT et les organites (pour les
positionner dans la cellule) ou les éléments à
transporter

Motrices:
 Kinésines
 Dynéines
Les microtubules – fonction de transport

Les kinésines et les dynéines sont des moteurs
moléculaires. Leur fonctionnement nécessite de
l’énergie apportée par l’hydrolyse de l’ATP.
Les microtubules – fonction de transport
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

Sens antérograde : kinésines (vers l’extrémité plus
des MT car K+…)
Sens rétrograde : dynéines
https://www.youtube.com/watch?v=4TGDPotbJV4
&list=PL29D20A194C80B05C
https://www.youtube.com/watch?v=y-uuk4Pr2i8
Les microfilaments
Les microfilaments



Monomères d’actine (possèdent un ATP)
Assemblage similaire à celui des microtubules, par
polymérisation et dépolymérisation aux deux
extrémités. Mais la vitesse plus élevée à
l’extrémité plus
Forme un tube plein
Les microfilaments – le treadmilling


http://www.youtube.com/watch?v=VVgXDW_8O4U
Vers 1:10
Les microfilaments – drogues


Cytochalasines: se fixent à l’extrémité plus et bloquent la
polymérisation
Phaloïdine: se fixent sur le filament et bloquent la
dépolymérisation
Les microfilaments – protéines
associées participant à l’homéostasie
Les microfilaments – protéines
associées participant à l’organisation
Les microfilaments – protéines associées
participant aux fonctions motrices
Les microfilaments – fonctions

Structurale: création et maintien de certaines structures
cellulaires
Microvillosités présentes sur une
bordure en brosse
Motrice: motilité
https://www.youtube.com/watch?v=4bvxkwAnlXU
(filopode + plaque d’adhésion focale)
Comète d’actine

La fonction est en général liée aux protéines associées (la myosine
pour le transport par exemple).
Révisions

Compléter le tableau suivant
Microtubules
Monomères ou dimères
Nucléotide échangeable
Tube creux/plein?
Localisation
Diamètre
Microfilaments
Révisions

Compléter le tableau suivant
Microtubules
Microfilaments
Monomères ou dimères
Dimères (tubuline α + β)
Monomère (actine)
Nucléotide échangeable
GTP
ATP
Tube creux/plein?
Creux
Plein
Localisation
Du centre vers périphérie
Périphérique
Diamètre
25 nm
8 nm
Révisions
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Compléter le tableau suivant
Microtubules
Nocodazole
Phalloïdine
Colchicine
Cytochalasine
Taxol
Microfilaments
Révisions
Microtubules
Nocodazole
Dépolymérise
Phalloïdine
Colchicine
Bloque la dépolymérisation
Bloque la polymérisation
Cytochalasine
Taxol
Bloque la polymérisation
Bloque la dépolymérisation
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Microfilaments
Les drogues c’est tout par cœur!!!
Séance d’exercices
Exercices sur le chapitre 3 à
préparer pour le mercredi 4
septembre
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