Fiche de révision : Cytosquelette et polarité cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Les trois filaments du cytosquelette
2. Organisation et dynamique des microtubules
3. Actine G et polymérisation
4. Protéines et fonctions de l’actine
5. Filaments intermédiaires et rôles cellulaires

📖 1. Les trois filaments du cytosquelette

🔑 Notions clés & Définitions

• Microtubule : Tube creux formé de 13 protofilaments, eux-mêmes constitués de dimères de tubulines α et β, et dont le diamètre est de 25 nm.
• Actine F : Polymère formé par l’assemblage de monomères d’actine G en deux microfilaments associés, d’une épaisseur de 7 nm.

📝 Points essentiels

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

💡 Astuce mémo

MT–FI–A : microtubules, filaments intermédiaires, actine

📖 2. Organisation et dynamique des microtubules

🔑 Notions clés & Définitions

• Centrosome : MTOC formé de deux centrioles et d’un complexe TuRC, auquel l’extrémité − des microtubules est raccrochée.

★ À maîtriser

• La polymérisation des microtubules repose sur la fixation du GTP aux tubulines, avec la tubuline α orientée vers le pôle − et la tubuline β vers le pôle +.

• La dépolymérisation des microtubules résulte de l’hydrolyse du GTP par la tubuline β du côté du pôle +.

📌 La kinésine assure le transport antérograde vers le pôle +, tandis que la dynéine assure le transport rétrograde vers le pôle −.

• Les microtubules participent à: le trafic vésiculaire, le maintien de l’intégrité du réticulum endoplasmique et de l’appareil de Golgi, la migration, la polarité cellulaire, les battements des cils et flagelles, le fuseau mitotique

Compléments

📌 Une coiffe de β-tubuline liée au GTP empêche l’hydrolyse du GTP et bloque ainsi la dépolymérisation du microtubule.

• Les MAP stabilisent ou déstabilisent les microtubules ; TAU est présente dans les axones et MAP2 dans les dendrites.

💡 Astuce mémo

Le pôle + polymérise et dépolymérise ; le pôle − est ancré au MTOC

📖 3. Actine G et polymérisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Actine G : Monomère de base des microfilaments d’actine, dont le sillon de fixation de l’ATP est orienté vers le pôle −.

★ À maîtriser

• 🔄 La formation d’un microfilament d’actine comprend: la nucléation de trois actines G en oligomères en présence de Mg2+ et d’ATP, la polymérisation ou élongation des oligomères en filament, l’équilibre entre polymérisation et dépolymérisation

📌 La polymérisation de l’actine se produit uniquement au pôle +, tandis que sa dépolymérisation se produit aux pôles + et −.

Compléments

• Les principaux types d’actine sont:
  • l’α-actine dans les cellules musculaires
  • la β-actine dans les autres types de cellules
  • la γ-actine dans les autres types de cellules

💡 Astuce mémo

Nucléation → élongation → équilibre

📖 4. Protéines et fonctions de l’actine

★ À maîtriser

📌 La profiline favorise la polymérisation de l’actine, tandis que la thymosine l’inhibe.

• La fimbrine associe les filaments d’actine de même orientation en faisceau serré et parallèle, tandis que l’α-actinine forme un faisceau contractile moins serré et antiparallèle.

• La tête de la myosine II lie et hydrolyse l’ATP en ADP, libérant de l’énergie et provoquant un changement de conformation, tandis que sa queue relie les myosines II d’un même filament.

• Les microfilaments d’actine participent à: le trafic vésiculaire, la phagocytose, l’endocytose, l’exocytose, les interactions cellule–MEC, la motilité cellulaire, la cytodiérèse, le maintien de la forme cellulaire, de la polarité, de la différenciation et de la membrane plasmique

• Les faisceaux de fibres contractiles comprennent: les fibres de stress, l’anneau contractile, le sarcomère, la ceinture d’adhérence des cellules épithéliales

• Les filopodes sont des extensions membranaires allongées et étroites permettant l’exploration et la migration, tandis que les microvillosités augmentent la surface apicale et l’absorption.

• Les réseaux d’actine de type gel forment des pseudopodes impliqués dans la phagocytose et l’endocytose, tandis que les réseaux dendritiques forment des lamellipodes larges et plats permettant la migration cellulaire.

Compléments

• Le complexe Arp2/3 assemble les filaments d’actine pour former un réseau branché.

• La filamine relie les filaments d’actine en un réseau de type gel.

• Le complexe des troponines comprend: la troponine C, réceptrice du Ca2+, la troponine I, intermédiaire, la troponine T, en contact avec la tropomyosine

💡 Astuce mémo

Fimbrine : faisceau parallèle serré ; α-actinine : faisceau contractile antiparallèle

📖 5. Filaments intermédiaires et rôles cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Filament intermédiaire : Filament de 10 nm d’épaisseur dont les tonofilaments ne sont pas polarisés.

★ À maîtriser

• Les groupes I, II, III et IV de protéines fibrillaires des filaments intermédiaires sont exclusivement cytoplasmiques, tandis que le groupe V est exclusivement nucléaire.

• Les filaments intermédiaires assurent: le maintien de l’intégrité cellulaire et tissulaire des épithéliums, la formation des ongles, des cheveux et de la couche cornée de la peau, le soutien de l’enveloppe nucléaire, le désassemblage et la reformation de l’enveloppe nucléaire durant la mitose

Compléments

📌 L’expression des gènes codant les protéines des filaments intermédiaires varie selon le type cellulaire et au cours du développement.

💡 Astuce mémo

Les microtubules et l’actine sont polarisés, les filaments intermédiaires ne le sont pas

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des filaments du cytosquelette