QCM : Le cytosquelette cellulaire — 26 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle structure d’actine est particulièrement adaptée à la formation de prolongements cellulaires fins et mobiles ?

Les filopodes et les lamellipodes
Les fibres de tension et les faisceaux contractiles
Les faisceaux serrés parallèles et les fibres de tension
Les réseaux de type gel et le cortex cellulaire

Les filopodes et les lamellipodes

Explication

Les filopodes et les lamellipodes sont des structures d’actine associées aux prolongements cellulaires. Les fibres de tension et les faisceaux contractiles participent plutôt au maintien mécanique et à la contraction.

2. Quelle architecture caractérise le centriole ?

Un cylindre d’environ 200 nm de diamètre et 400 nm de longueur formé de neuf triplets de microtubules
Un réseau d’actine serré organisé par deux domaines de fixation à l’actine
Un cylindre creux constitué de 13 protofilaments de dimères de tubuline
Un faisceau membranaire formé de neuf doublets périphériques et d’une paire centrale

Un cylindre d’environ 200 nm de diamètre et 400 nm de longueur formé de neuf triplets de microtubules

Explication

Le centriole est une structure cylindrique d’environ 200 nm de diamètre et 400 nm de longueur, composée de neuf triplets de microtubules reliés par des ponts de nexine. Les doublets périphériques et la paire centrale décrivent plutôt l’organisation de certains axonèmes.

3. Dans un hétérodimère de tubuline, quel état nucléotidique caractérise les sous-unités alpha et bêta ?

La tubuline alpha reste liée au GTP, tandis que la tubuline bêta peut lier le GTP ou le GDP
Les deux sous-unités restent liées au GDP après leur incorporation dans le microtubule
La tubuline alpha peut lier le GDP, tandis que la tubuline bêta reste liée au GTP
Les deux sous-unités alternent entre le GTP et le GDP de manière identique

La tubuline alpha reste liée au GTP, tandis que la tubuline bêta peut lier le GTP ou le GDP

Explication

L’hétérodimère de tubuline contient une sous-unité alpha toujours liée au GTP et une sous-unité bêta pouvant être liée au GTP ou au GDP. Les deux sous-unités n’ont donc pas le même comportement nucléotidique.

4. Comment N-WASP permet-il la propulsion d’une membrane ou d’un agent intracellulaire par l’actine ?

Il stabilise l’actine F à distance de la membrane, puis convertit le réseau en faisceau
Il active la cofiline au centre du réseau, provoque le désassemblage et libère la membrane
Il active Arp2/3 à la membrane, déclenche la nucléation et forme une queue de comète
Il inhibe Arp2/3 à la membrane, bloque la nucléation et raccourcit les filaments

Il active Arp2/3 à la membrane, déclenche la nucléation et forme une queue de comète

Explication

N-WASP active Arp2/3 au niveau d’une membrane, ce qui déclenche la nucléation de l’actine et la formation d’une queue de comète propulsive. La cofiline favorise le désassemblage et ne constitue pas le mécanisme de nucléation membranaire décrit ici.

5. Quelle fonction structurale l’axonème remplit-il dans un cil ou un flagelle ?

Il regroupe des filaments d’actine en faisceaux serrés dans une digitations épithéliale
Il forme un centre organisateur interne composé de deux centrioles et d’anneaux de tubuline gamma
Il forme un faisceau de microtubules entouré par la membrane plasmique et constitue leur armature
Il constitue un cylindre interne de neuf triplets dépourvu d’enveloppe membranaire

Il forme un faisceau de microtubules entouré par la membrane plasmique et constitue leur armature

Explication

L’axonème est un faisceau de microtubules entouré par la membrane plasmique, qui fournit l’armature des cils et des flagelles. Le centriole est une structure interne organisée en neuf triplets et ne correspond pas à cette portion membranaire du cil ou du flagelle.

6. Quel effet produit l’hydrolyse de l’ATP lié à l’actine ?

Elle induit une conformation favorisant la dépolymérisation
Elle bloque l’échange de nucléotides sur l’actine globulaire
Elle stabilise la conformation favorisant la polymérisation
Elle transforme l’actine F en deux protofilaments distincts

Elle induit une conformation favorisant la dépolymérisation

Explication

L’hydrolyse de l’ATP modifie la conformation de l’actine et favorise sa dépolymérisation. L’état lié à l’ATP, appelé état T, est au contraire associé à une conformation favorable à la polymérisation.

7. Une cellule présente un réseau d’actine qui se désassemble rapidement et un tapis roulant accéléré. Quel facteur explique le mieux cette observation ?

La thymosine, qui concurrence la profiline pendant l’assemblage
La profiline, qui favorise l’échange ADP-ATP de l’actine G
La cofiline, qui favorise le désassemblage des réseaux d’actine
N-WASP, qui active Arp2/3 près d’une membrane

La cofiline, qui favorise le désassemblage des réseaux d’actine

Explication

La cofiline est un facteur de dépolymérisation qui désassemble les réseaux d’actine et augmente la vitesse du tapis roulant. La profiline favorise au contraire la polymérisation, tandis que N-WASP active Arp2/3 au niveau membranaire.

8. Quelle organisation de l’actine est principalement associée à l’alpha-actinine dans les cellules musculaires et contractiles ?

Des faisceaux serrés présents dans les microvillosités et les stéréocils
Des faisceaux larges présents dans les fibres de tension et les structures contractiles
Des filaments isolés disposés autour des anneaux de tubuline gamma
Des réseaux ramifiés associés à la membrane des vésicules intracellulaires

Des faisceaux larges présents dans les fibres de tension et les structures contractiles

Explication

L’alpha-actinine est une protéine dimérique qui regroupe l’actine en faisceaux larges, notamment dans les fibres de tension et les faisceaux contractiles. Les faisceaux serrés des microvillosités et des stéréocils sont plutôt organisés par la fimbrine.

9. Quel mécanisme décrit le mieux l’action de la profiline sur l’actine ?

Elle désassemble les réseaux et accélère la dépolymérisation à l’extrémité moins
Elle concurrence la thymosine et favorise l’échange ADP-ATP de l’actine G
Elle se fixe à l’actine F et empêche son désassemblage progressif
Elle active Arp2/3 et crée une jonction en Y dans un réseau branché

Elle concurrence la thymosine et favorise l’échange ADP-ATP de l’actine G

Explication

La profiline favorise la polymérisation en concurrençant la thymosine et en facilitant l’échange d’ADP contre de l’ATP sur l’actine G. La cofiline est le facteur associé au désassemblage, tandis qu’Arp2/3 assure la nucléation branchée.

10. Comment un moteur protéique déplace-t-il une charge dans la cellule ?

Ses deux extrémités hydrolysent l’ATP pour détacher la charge du cytosquelette.
Sa tête hydrolyse l’ATP, tandis que sa queue et ses adaptateurs fixent la charge.
Ses protéines adaptatrices hydrolysent l’ATP pour orienter la tête vers la charge.
Sa queue hydrolyse l’ATP, tandis que sa tête et ses adaptateurs fixent la charge.

Sa tête hydrolyse l’ATP, tandis que sa queue et ses adaptateurs fixent la charge.

Explication

La tête ATPase fournit l’énergie par hydrolyse de l’ATP, alors que la queue et les protéines adaptatrices assurent la fixation de la charge. Attribuer l’hydrolyse à la queue confond les fonctions des domaines du moteur.

11. Quelle comparaison entre les cils de type 9+2 et 9+0 est correcte ?

Les cils 9+2 sont entourés d’actine, tandis que les cils 9+0 sont constitués de tubuline alpha libre
Les cils 9+2 possèdent une paire centrale, tandis que les cils 9+0 en sont dépourvus et peuvent être mobiles ou immobiles
Les cils 9+2 sont dépourvus de paire centrale, tandis que les cils 9+0 en possèdent une
Les cils 9+2 contiennent neuf triplets, tandis que les cils 9+0 contiennent neuf protofilaments isolés

Les cils 9+2 possèdent une paire centrale, tandis que les cils 9+0 en sont dépourvus et peuvent être mobiles ou immobiles

Explication

Un cil 9+2 possède neuf doublets périphériques et une paire centrale, alors qu’un cil 9+0 ne possède pas cette paire centrale. Les cils 9+0 peuvent être mobiles lorsqu’ils contiennent de la dynéine ou immobiles lorsqu’ils en sont dépourvus.

12. Quelle caractéristique distingue la fimbrine de l’alpha-actinine dans l’organisation des filaments d’actine ?

La fimbrine forme des faisceaux larges dans les fibres de tension
La fimbrine est dimérique et possède un seul domaine de fixation à l’actine
La fimbrine est monomérique et possède deux domaines de fixation à l’actine
La fimbrine associe les microtubules aux anneaux de tubuline gamma

La fimbrine est monomérique et possède deux domaines de fixation à l’actine

Explication

La fimbrine est une protéine monomérique dotée de deux domaines de fixation à l’actine, ce qui lui permet de former des faisceaux serrés. L’alpha-actinine est au contraire dimérique et organise des faisceaux plus larges.

13. Quelle caractéristique distingue les filaments intermédiaires des microfilaments et des microtubules ?

Ils sont stables, souples, hydrophobes, non polarisés et mesurent environ 10 nm.
Ils sont instables, rigides, hydrophiles, polarisés et mesurent environ 25 nm.
Ils sont contractiles, ramifiés, hydrophiles, non polarisés et mesurent environ 7 nm.
Ils sont dynamiques, creux, hydrophobes, polarisés et mesurent environ 15 nm.

Ils sont stables, souples, hydrophobes, non polarisés et mesurent environ 10 nm.

Explication

Les filaments intermédiaires sont des éléments stables et souples, non polarisés, d’environ 10 nm de diamètre. La polarité constitue notamment une différence avec les microfilaments et les microtubules.

14. Dans quelle direction les dynéines et les kinésines déplacent-elles généralement leurs charges le long des microtubules ?

Les dynéines vont vers l’extrémité moins et les kinésines vers l’extrémité plus.
Les deux moteurs vont vers l’extrémité moins des microtubules.
Les dynéines vont vers l’extrémité plus et les kinésines vers l’extrémité moins.
Les deux moteurs vont vers l’extrémité plus des microtubules.

Les dynéines vont vers l’extrémité moins et les kinésines vers l’extrémité plus.

Explication

Les dynéines se dirigent vers l’extrémité moins, tandis que les kinésines se dirigent vers l’extrémité plus. La confusion inverse les directions respectives de ces deux familles de moteurs.

15. Quelle organisation structurale caractérise l’actine F ?

Un filament unique constitué de monomères globulaires
Deux protofilaments disposés en double hélice
Un réseau de filaments reliés par des jonctions en Y
Trois protofilaments réunis en faisceau parallèle

Deux protofilaments disposés en double hélice

Explication

L’actine F est un microfilament composé de deux protofilaments organisés en double hélice. Un monomère globulaire correspond à l’actine G, tandis qu’une jonction en Y intervient dans les réseaux nucléés par Arp2/3.

16. Quelle comparaison distingue correctement la myosine I de la myosine II ?

La myosine I est monomérique à queue longue, tandis que la myosine II est dimérique à queue courte.
La myosine I est dimérique à queue longue, tandis que la myosine II est monomérique à queue courte.
La myosine I est monomérique à queue courte, tandis que la myosine II est dimérique à queue longue.
La myosine I est dimérique à queue courte, tandis que la myosine II est monomérique à queue longue.

La myosine I est monomérique à queue courte, tandis que la myosine II est dimérique à queue longue.

Explication

La myosine I possède une seule sous-unité motrice et une queue courte, tandis que la myosine II est dimérique et possède une queue longue. Les autres propositions inversent ou recombinent ces deux caractéristiques structurales.

17. Quel élément constitue le centre organisateur des microtubules dans une cellule animale ?

L’axonème, formé de microtubules entourés par une membrane plasmique
Le faisceau d’actine, organisé par des protéines dimériques et monomériques
Le centrosome, composé de matériel péricentriolaire, de deux centrioles et d’anneaux de tubuline gamma
Le centriole isolé, formé de deux doublets périphériques et d’une paire centrale

Le centrosome, composé de matériel péricentriolaire, de deux centrioles et d’anneaux de tubuline gamma

Explication

Le centrosome est le centre organisateur des microtubules de la cellule animale et comprend du matériel péricentriolaire, deux centrioles et des anneaux de tubuline gamma. L’axonème appartient à l’architecture des cils et des flagelles, pas à l’organisation générale des microtubules cytosoliques.

18. Quelle structure constitue l’unité de base de la contraction dans une fibre musculaire ?

Le centrosome, délimité par deux membranes et contenant des microtubules et de la tubuline.
Le lamellipode, délimité par deux contacts et contenant de l’actine et de la myosine.
Le desmosome, délimité par deux plaques et contenant des cytokératines et des cadhérines.
Le sarcomère, délimité par deux stries Z et contenant de l’actine et de la myosine.

Le sarcomère, délimité par deux stries Z et contenant de l’actine et de la myosine.

Explication

Le sarcomère s’étend entre deux stries Z et contient des filaments fins d’actine ainsi que des filaments épais de myosine. Les autres structures ont des fonctions ou des compositions distinctes dans la cellule.

19. Quelle différence distingue le tapis roulant de l’instabilité dynamique des filaments d’actine ?

Le tapis roulant associe croissance au plus et perte au moins, tandis que l’instabilité alterne assemblage et désassemblage
Le tapis roulant provoque une dépolymérisation aux deux extrémités, tandis que l’instabilité stabilise le filament
Le tapis roulant concerne deux extrémités équivalentes, tandis que l’instabilité concerne une seule extrémité
Le tapis roulant alterne assemblage et désassemblage, tandis que l’instabilité impose une croissance au plus

Le tapis roulant associe croissance au plus et perte au moins, tandis que l’instabilité alterne assemblage et désassemblage

Explication

Le tapis roulant correspond à une polymérisation à l’extrémité plus accompagnée d’une dépolymérisation à l’extrémité moins. L’instabilité dynamique désigne des alternances d’assemblage et de désassemblage du filament.

20. Quelle description correspond à la structure d’un microtubule ?

Un filament plein formé de deux protofilaments d’actine disposés en double hélice
Un réseau ramifié de tubuline dépourvu d’extrémités polarisées
Un cylindre membranaire formé de neuf triplets de microtubules
Un cylindre creux et polarisé formé de 13 protofilaments de dimères de tubuline

Un cylindre creux et polarisé formé de 13 protofilaments de dimères de tubuline

Explication

Le microtubule est un cylindre creux et polarisé constitué de 13 protofilaments de dimères de tubuline, avec un diamètre d’environ 25 nm. La double hélice de deux protofilaments correspond au microfilament d’actine, et non au microtubule.

21. Quelle succession décrit correctement les phases de polymérisation de l’actine ?

Croissance exponentielle, nucléation, puis dépolymérisation complète
Phase stationnaire, nucléation, puis croissance exponentielle sans inflexion
Dépolymérisation, croissance linéaire, puis nucléation secondaire
Nucléation, croissance exponentielle avec inflexion, puis phase stationnaire

Nucléation, croissance exponentielle avec inflexion, puis phase stationnaire

Explication

La polymérisation commence par une nucléation, se poursuit par une croissance exponentielle avec inflexion, puis atteint une phase stationnaire. Cette dernière correspond à une concentration d’équilibre apparente entre assemblage et désassemblage.

22. Comment les cytokératines de type I et II s’organisent-elles dans les cellules épithéliales ?

Elles forment des hétérodimères associés aux desmosomes et aux hémidesmosomes.
Elles forment des homodimères associés aux microtubules et aux centrosomes.
Elles forment des polymères globulaires associés aux cils et aux flagelles.
Elles forment des tétramères associés aux contacts focaux et aux lamellipodes.

Elles forment des hétérodimères associés aux desmosomes et aux hémidesmosomes.

Explication

Les cytokératines de type I et II s’associent en hétérodimères et sont reliées aux desmosomes ainsi qu’aux hémidesmosomes. Les contacts focaux et les lamellipodes reposent principalement sur des structures liées à l’actine.

23. Lorsqu’un microtubule cytosolique s’étend vers la périphérie de la cellule, quelle orientation présente-t-il ?

Son extrémité plus se dirige vers la membrane plasmique et son extrémité moins vers le centre cellulaire
Son extrémité moins se dirige vers la membrane plasmique et son extrémité plus vers le centre cellulaire
Ses deux extrémités convergent vers le centre cellulaire depuis la périphérie
Ses deux extrémités se dirigent vers la membrane plasmique depuis le centre cellulaire

Son extrémité plus se dirige vers la membrane plasmique et son extrémité moins vers le centre cellulaire

Explication

Dans les microtubules cytosoliques, l’extrémité plus est orientée vers la membrane plasmique, tandis que l’extrémité moins est tournée vers le centre cellulaire. Cette polarité permet de distinguer les deux directions du réseau microtubulaire.

24. Quelle succession décrit correctement les étapes de la locomotion cellulaire ?

Polymérisation de l’actine, fusion des noyaux, formation des hémidesmosomes, détachement des fibres.
Formation des desmosomes, contraction des lamines, polymérisation de l’actine, recyclage des noyaux.
Polymérisation de l’actine, nouveaux contacts focaux, tension des fibres, détachement et recyclage.
Détachement des contacts, polymérisation des microtubules, tension des fibres, nouveaux contacts focaux.

Polymérisation de l’actine, nouveaux contacts focaux, tension des fibres, détachement et recyclage.

Explication

La locomotion commence par la polymérisation de l’actine dans le lamellipode, puis implique de nouveaux contacts focaux, la mise en tension des fibres et enfin leur détachement et leur recyclage. Les autres séquences remplacent ces étapes par des structures ou des mécanismes qui ne correspondent pas à la locomotion cellulaire.

25. Comment Arp2/3 organise-t-il la croissance d’un réseau d’actine ?

Il désassemble à l’extrémité plus et crée une jonction linéaire dont le réseau croît vers l’extrémité moins
Il échange l’ADP contre l’ATP et produit un filament unique sans branchement
Il nucléé à l’extrémité moins et crée une jonction en Y dont le réseau croît vers l’extrémité plus
Il bloque la dépolymérisation et transforme les filaments en faisceaux antiparallèles

Il nucléé à l’extrémité moins et crée une jonction en Y dont le réseau croît vers l’extrémité plus

Explication

Le complexe Arp2/3 nucléé à l’extrémité moins et établit une jonction en Y, ce qui produit un réseau branché dont la croissance s’effectue vers l’extrémité plus. La cofiline intervient principalement dans la dépolymérisation et non dans cette nucléation.

26. Quelle caractéristique distingue l’actine G de l’actine F ?

L’actine G est monomérique, tandis que l’actine F est polymérisée
L’actine G constitue un réseau branché, tandis que l’actine F forme des dimères
L’actine G est polymérisée, tandis que l’actine F est monomérique
L’actine G forme deux protofilaments, tandis que l’actine F reste globulaire

L’actine G est monomérique, tandis que l’actine F est polymérisée

Explication

L’actine G correspond à la forme globulaire monomérique, alors que l’actine F résulte de sa polymérisation. La formation de deux protofilaments en double hélice caractérise l’actine F et non l’actine G.

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Qu'est-ce que l'actine G ?

Une protéine globulaire monomérique d'environ 42 kDa.

Quelle est la structure de l'actine F ?

Un microfilament de deux protofilaments en double hélice.

Quel pourcentage d'actine est non polymérisée dans les cellules non musculaires ?

Environ 50 % de l'actine est non polymérisée.

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