Fiche de révision : Polarité cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Définition et fonctions de la polarité
2. Les quatre axes de polarité
3. Bases membranaires de la polarité
4. Endomembranes et tri polarisé
5. Cytosquelette et transport orienté
6. Contrôle intrinsèque et extrinsèque

📖 1. Définition et fonctions de la polarité

🔑 Notions clés & Définitions

• Polarité cellulaire : Organisation asymétrique de la cellule sur les plans structural et fonctionnel, avec un positionnement non aléatoire des organites.

★ À maîtriser

• La localisation adéquate des organites facilite: la différenciation, la croissance membranaire, l’activation de la réponse immune, la migration, le transport de molécules à travers un épithélium

Compléments

• Dans une cellule épithéliale intestinale polarisée, le transport du glucose s’effectue de la lumière intestinale vers le sang grâce à l’organisation apico-basale.

💡 Astuce mémo

Organisation asymétrique → localisation adaptée des organites → fonctions cellulaires efficaces

📖 2. Les quatre axes de polarité

🔑 Notions clés & Définitions

• Polarité apico-basale : Distingue un pôle apical et un pôle basolatéral séparés par des jonctions cellulaires dans les cellules épithéliales.
• Polarité avant-arrière : Caractérise les cellules en migration, dont la face avant réalise la protrusion et la face arrière la rétraction.
• Polarité neuronale : Distingue les dendrites, qui reçoivent les neurotransmetteurs, de l’axone, qui peut les relarguer en réponse à un signal électrique.
• Polarité planaire : Oriente les cellules dans le plan du tissu selon un axe proximo-distal, comme chez les cellules ciliées de l’oreille interne.

📝 Points essentiels

📌 Deux types de polarité peuvent se superposer, par exemple lorsque l’axe proximo-distal de la polarité planaire est perpendiculaire à l’axe apico-basal d’une cellule épithéliale.

📖 3. Bases membranaires de la polarité

★ À maîtriser

• La membrane plasmique est une bicouche lipidique contenant des protéines intrinsèques et extrinsèques, dont la composition protéique ou lipidique diffère entre les pôles apical et basolatéral.

• La ségrégation de phase sépare latéralement les lipides en plusieurs phases, notamment une phase riche en cholestérol ordonnée et une phase pauvre en cholestérol désordonnée, ce qui peut entraîner une ségrégation des protéines membranaires.

📌 Les barrières de diffusion, comme les jonctions serrées des cellules épithéliales, maintiennent l’identité moléculaire des sous-domaines membranaires.

Compléments

📌 Les interactions avec des échafaudages cytoplasmiques, comme le complexe ankyrine-spectrine, influencent ou stabilisent les ségrégations membranaires.

💡 Astuce mémo

Phase ordonnée riche en cholestérol versus phase désordonnée pauvre en cholestérol

📖 4. Endomembranes et tri polarisé

🔑 Notions clés & Définitions

• Endomembranes : Système tubulo-vésiculaire par lequel les protéines de la membrane plasmique et les protéines sécrétées sont transportées.

📝 Points essentiels

• Le tri des molécules polarisées se déroule principalement au niveau du réseau trans-Golgi pour les protéines et lipides nouvellement synthétisés, et des endosomes de recyclage pour les molécules endocytées.

• Au niveau du réseau trans-Golgi, des vésicules bourgeonnent puis se dirigent vers le pôle apical ou le pôle basolatéral ; en cas d’erreur d’adressage, des vésicules d’endocytose fusionnent avec un endosome de recyclage qui renvoie les composés vers le bon pôle.

💡 Astuce mémo

Réseau trans-Golgi → membrane apicale ou basolatérale ; endosome de recyclage en cas d’erreur

📖 5. Cytosquelette et transport orienté

★ À maîtriser

• Le cytosquelette et les moteurs associés positionnent les organites de manière non aléatoire, forment un réseau polarisé et orientent le système endomembranaire ainsi que le transport polarisé.

• Dans les neurones, les microtubules forment des rails dans les axones et les dendrites, permettant le transport différentiel des ARNm, des protéines et des vésicules.

Compléments

• Le cytosquelette comprend:
  • les microtubules
  • les microfilaments d’actine
  • les filaments intermédiaires

💡 Astuce mémo

Les microtubules forment des rails polarisés dans l’axone et les dendrites

📖 6. Contrôle intrinsèque et extrinsèque

🔑 Notions clés & Définitions

• RhoGTPases : Interrupteurs moléculaires appartenant à la superfamille Ras des petites protéines G, actifs liés au GTP et inactifs liés au GDP.
• Chimiotactisme : Migration des cellules selon un gradient de molécules diffusibles chimio-attractantes ou chimio-repoussantes.

★ À maîtriser

• Le contrôle intrinsèque de la polarité repose principalement sur les complexes de polarité et les RhoGTPases, tandis que le contrôle extrinsèque dépend du microenvironnement.

• Les complexes Par, Scribble et Crumbs sont trois complexes multiprotéiques qui déclenchent des cascades de signalisation régulant l’asymétrie cellulaire.

• Dans une cellule épithéliale, le complexe Crumbs est apical et participe à la formation des jonctions serrées, le complexe Par est apical et contrôle l’assemblage des jonctions serrées, tandis que le complexe Scribble est basolatéral.

📌 Les GEF activent les RhoGTPases, tandis que les GAP les inactivent.

• Les interactions extrinsèques impliquent:
  • la matrice extracellulaire
  • les interactions cellule-cellule
  • les molécules diffusibles

Compléments

📌 Les relations d’exclusion mutuelle entre Par et Scribble ainsi qu’entre Crumbs et Scribble contribuent à l’exclusion apicale ou basale des complexes de polarité.

• Les trois principales RhoGTPases sont:

  • RhoA
  • CDC42
  • RAC1

• RhoA peut activer mDia, ce qui accélère la polymérisation du cytosquelette d’actine dans les filopodes et favorise la migration.

💡 Astuce mémo

Contrôle intrinsèque par les complexes de polarité et les RhoGTPases versus contrôle extrinsèque par le microenvironnement

📊 Tableaux de synthèse

Axes de polarité cellulaire

Contrôle de la polarité