Fiche de révision : Bases moléculaires de la motilité cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Moteurs cellulaires et systèmes motiles
2. Contraction par actine et myosine
3. Déplacement amiboïde des cellules
4. Mouvements des microvillosités
5. Courants cytoplasmiques et cyclose
6. Transport axoplasmique neuronal
7. Motilité des cils et flagelles
8. Centrioles et corps basaux

📖 1. Moteurs cellulaires et systèmes motiles

🔑 Notions clés & Définitions

• Moteur cellulaire : Protéine dont l’activité ATPasique utilise l’énergie de la scission de l’ATP pour modifier sa conformation et se déplacer sur un support.

📝 Points essentiels

• Les principaux systèmes moléculaires motiles reposent sur l’interaction actine-myosine ou sur l’interaction entre les microtubules et des moteurs cellulaires spécifiques.

📖 2. Contraction par actine et myosine

★ À maîtriser

• La contraction musculaire est le prototype des mouvements fondés sur le système actine-myosine.

• Le cycle de la tête de myosine comprend sa fixation à l’actine, la fixation d’ATP qui la détache, l’hydrolyse de l’ATP qui la déplace d’environ 5 nm vers un autre monomère, puis la libération d’ADP et de phosphate qui permet sa nouvelle fixation.

• La fixation successive des têtes de myosine entraîne le glissement relatif des filaments d’actine et de myosine, ce qui raccourcit la myofibrille.

• Les ions Ca²⁺ se fixent à la troponine, ce qui modifie la disposition de la tropomyosine et permet aux têtes de myosine d’accéder à l’actine.

Compléments

• Pendant la contraction, les têtes de myosine se déplacent individuellement et les ponts latéraux se fixent à tour de rôle.

• Pendant le relâchement musculaire, les ponts latéraux entre les têtes de myosine et les filaments d’actine se dissocient de manière asynchrone et les filaments d’actine reviennent à leur position initiale.

💡 Astuce mémo

Fixation, ATP, hydrolyse, libération : le cycle de la tête de myosine.

📖 3. Déplacement amiboïde des cellules

★ À maîtriser

• Le mouvement amiboïde se rencontre uniquement chez les cellules eucaryotes et permet notamment aux leucocytes de rejoindre les tissus et aux fibroblastes de se déplacer sur les blessures.

📌 Les prolongations des leucocytes sont des pseudopodes, tandis que celles des fibroblastes sont des lamellipodes élargis.

• Lors du mouvement amiboïde, l’actomyosine se dépolymérise et le cytoplasme devient fluide, s’écoule dans la prolongation, se retourne vers le noyau, puis se contracte pour raccourcir la prolongation et tirer la cellule vers l’avant.

Compléments

• Le mouvement amiboïde est influencé par l’adhérence de la surface et par des stimulants chimiques, dont l’action directionnelle est appelée chimiotactisme.

• Les leucocytes sont attirés vers les foyers inflammatoires par des composants microbiens ou des polypeptides provenant des tissus détruits.

💡 Astuce mémo

Une chenille de tracteur avance en étendant puis en raccourcissant sa prolongation.

📖 4. Mouvements des microvillosités

🔑 Notions clés & Définitions

• Microvillosités : Prolongations permanentes de certaines cellules, notamment intestinales, qui facilitent l’absorption.

★ À maîtriser

• Dans les cellules intestinales, la surface d’absorption est environ 25 fois plus grande grâce au revêtement de la membrane plasmique des microvillosités.

• La contraction du faisceau de microfilaments par le système actine-myosine raccourcit les microvillosités et contribue à pomper dans la cellule les substances absorbées.

Compléments

• Dans les microvillosités, les filaments d’actine longitudinaux sont liés entre eux par la fimbrine et ancrés à une zone dense du cytoplasme ainsi qu’à un faisceau situé près du pôle apical.

📖 5. Courants cytoplasmiques et cyclose

🔑 Notions clés & Définitions

• Courant cytoplasmique : Écoulement ou déplacement du cytoplasme.
• Cyclose : Mouvement continu du cytoplasme dans la zone périphérique des cellules végétales, qui entraîne les chloroplastes grâce au système actine-myosine.

📝 Points essentiels

• Les courants cytoplasmiques peuvent aussi comprendre l’écoulement du cytoplasme dans les pseudopodes.

• Les mouvements cytoplasmiques fondés sur l’actine-myosine sont inhibés par les cytochalasines.

📖 6. Transport axoplasmique neuronal

🔑 Notions clés & Définitions

• Transport axoplasmique : Déplacement de substances, de vésicules ou d’organites dans l’axone entre le corps du neurone et sa périphérie.

★ À maîtriser

📌 Le transport antérograde va du corps neuronal vers la synapse, tandis que le transport rétrograde va de la synapse vers le corps neuronal.

• Les microtubules axonaux sont orientés avec leur extrémité − vers le noyau et leur extrémité + vers la synapse.

• La kinésine se déplace de l’extrémité − vers l’extrémité + des microtubules et assure le transport antérograde.

Compléments

• Le transport axoplasmique rapide déplace les vésicules de neurotransmetteurs vers les synapses à 3 µm/s, soit 250 mm/jour.

• Le transport axoplasmique intermédiaire déplace notamment les mitochondries vers les terminaisons neuronales.

• Le transport axoplasmique lent déplace vers la synapse des monomères des différenciations cytoplasmiques à moins de 1 mm/jour.

• La dynéine cytosolique se déplace de l’extrémité + vers l’extrémité − des microtubules et assure le transport rétrograde.

💡 Astuce mémo

Kinésine vers le bout +, dynéine vers le bout −.

📖 7. Motilité des cils et flagelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Axonème : Complexe de microtubules qui constitue la structure centrale des cils et des flagelles.

★ À maîtriser

📌 Les cils sont généralement nombreux à la surface d’une cellule et battent en deux temps, tandis que les flagelles sont peu nombreux et ont un mouvement ondulant.

• Le cil comprend une partie libre, une racine et un corps basal, et sa partie libre présente un axonème de structure 9+2.

• L’axonème 9+2 comprend neuf doublets périphériques et deux microtubules centraux.

• Les bras de dynéine de la sous-fibre A interagissent avec le doublet voisin et font et défont des ponts latéraux, provoquant le glissement des doublets et le repliement de l’axonème.

📌 L’absence ou la mutation de la dynéine axonémale entraîne l’immobilité des cils et des flagelles, appelée syndrome des cils immobiles, associée à des infections respiratoires répétées et à la stérilité masculine.

Compléments

• Le cil effectue un temps actif de battement suivi d’un temps passif de récupération, durant lequel il revient graduellement à sa position initiale.

• Les mouvements coordonnés des cils déplacent une couche de mucus à la surface des cellules de l’arbre respiratoire et contribuent à son nettoyage.

• Dans l’oviducte, les mouvements des cils contribuent au déplacement de l’ovule.

• Chaque doublet de l’axonème comprend une sous-fibre A complète de 13 protofilaments et une sous-fibre B incomplète de 10 à 11 protofilaments.

• Le syndrome de Kartagener associe le syndrome des cils immobiles au situs inversus, c’est-à-dire à une disposition inversée des organes internes.

💡 Astuce mémo

Le flagelle ondule ; le cil bat puis récupère.

📖 8. Centrioles et corps basaux

★ À maîtriser

• Les centrioles coordonnent la polymérisation de la tubuline dans le réseau de microtubules d’interphase et l’assemblage de l’appareil mitotique.

• Les corps basaux coordonnent la polymérisation de la tubuline de l’axonème et son mouvement.

• Les centrioles et les corps basaux sont des variantes d’une même organelle, peuvent inverser leurs rôles et présentent une structure 9+0 composée de neuf triplets périphériques autour d’un centre vide.

Compléments

• Chaque triplet d’un centriole ou d’un corps basal comprend un microtubule complet de 13 protofilaments et deux microtubules incomplets de 10 à 11 protofilaments.

• Chez une algue unicellulaire à deux flagelles, ceux-ci se rétractent par dépolymérisation de l’axonème lors de la mitose, puis leurs corps basaux se rapprochent du noyau et deviennent des centrioles.

💡 Astuce mémo

Centriole : réseau et mitose ; corps basal : axonème et mouvement.