Diapositive%201

1
CYTOSQUELETTE - Acte II -
2
LES MICROFILAMENTS dACTINE
1 RECONNAISSANCE
2 MISE EN ÉVIDENCE
3 CONSTANCE
4 DÉFINITION
5 - MICROSCOPIE PHOTONIQUE
6 - MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE
7 - POLARISATION du MICROFILAMENT
8 - BIOCHIMIE de lACTINE
9 PROTÉINES SE FIXANT à LACTINE
10 - PONTAGE DES MF DACTINE à LA MEMBRANE
PLASMIQUE
11 - PROTÉINES MODIFIANT LES MICROFILAMENTS
DACTINE
12 - LES PETITES PROTÉINES G
13 - MOUVEMENTS AMIBOÏDES
14 APERCU de RÉGULATION
3
1 RECONNAISSANCE
Dans les cellules musculaires fin du
XIXème siècle
Dans les autres cellules M.E.
récente (env.1965)
2 MISE EN ÉVIDENCE
Microscopie photonique
Contraste de phase les fibres de
tension
Techniques dimmunofluorescence avec
Anticorps anti-actine Méromyosine
lourde phalloïdine
couplés à un fluorochrome
Les fibres de tension, les réseaux dactine
Microscopie électronique
Transmission simple
Transmission et coloration histoimmunologique
Cryodécapage et ultracongélation
4
3 CONSTANCE
Présents chez les Métazoaires, les Protozoaires
Absents chez les Métaphytes mais présents chez
les Protophytes
Inconnus chez les Eubactéries chez les Archés
(une forme très voisine chez certaines ??)
4 DÉFINITION
Structures filamenteuses de 7 nm de
diamètre homopolymériques polarisées capables
de générer des mouvements ? par eux-mêmes ?
grâce à des molécules de myosine
Ont avant tout un rôle de rail. Mais peuvent
cependant générer des déformations membranaires
par leur croissance, peuvent avoir un
(discret) rôle de charpente.
5
5 - MICROSCOPIE PHOTONIQUE Immunofluorescence
Actine en rouge. Zyxine en vert
Actine en vert. Noyau en rouge
Disposition sous la forme de FIBRES de
TENSION (cellule immobile)
Réseau plus diffus Cellule faiblement mobile
6
F
Fibres de tension dans une cellule immobile
7
6 - MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE
Filament apparemment bicaténaire torsadé
En fait monocaténaire
8
7 - POLARISATION du MICROFILAMENT
Mise en évidence par la méromyosine lourde
ATP
ADP
Échange lent
Conséquences
Equilibre dynamique des microfilaments fins
Stock cytoplasmique de monomères important
Rotation des MF pouvant être très rapide
Possibilité de déplacement (sur dautres
structures, par treadmilling)
Contrôle de la croissance
9
8 - BIOCHIMIE de lACTINE
Petite molécule globulaire de 42 kDa de masse
moléculaire La plus abondante des protéines
solubles cytoplasmiques
stock intracytoplasmique de monomères très
important
Existe dans la cellule sous deux formes - une
forme monomérique Actine G (Globulaire) -
une forme polymérique Actine F
(Fibreuse)
Diverses variétés (codées par 6 gènes) - 4
variétés dactines musculaires - 2 variétés
dactines non musculaires
Très hautement conservée au cours de lévolution
Possède de très nombreux sites de fixation pour
de très nombreuses protéines
10
Liste malheureusement non exhaustive.
9 PROTÉINES SE FIXANT à LACTINE
Protéines de fonctions troponines,
tropomyosines, léiotonines, myosines
Protéines de liaison a actinines, Arp, taline,
vinculine, protéines ERM, spectrine
filamine,
fimbrine
Protéines de modification structurale
profilines, gelsolines, b actinines, dépactines
Protéines de séquestration thymosine, profiline
pas uniquement
oui
11
10 - PONTAGE des MF DACTINE à LA MEMBRANE
PLASMIQUE
Différents systèmes en fonction des cellules
considérées
1 - Dystrophine et fibres musculaires
Complexe dinsertion spécifique Fibres et
cellules musculaires striées, neurones
2 - Protéines ERM ezrine, radixine, moesine
Se fixent sur la CD44, protéine intégrale
membranaire ubiquitaire mais aussi sur des
échangeurs ioniques des canaux ioniques des
ATPases de type P
Portent une séquence consensus commune voisine de
la protéine bande 4.1 érythrocytaire
3 - Protéines fimbrine, a actinine, spectrine,
taline, vinculine
diverses protéines membranaires intégrales, des
intégrines
12
La DYSTROPHINE
Gène unique sur le chromosome X (Xp21 gène
DMD) maladies liées au sexe - myopathie
de Duchene - myopathie de Becker
Collagène
Dystroglycanes
Lame basale
Laminines
Glycoprotéine extracellulaire de 156 kDA
permettant la liaison à des protéines de la
matrice extracellulaire (laminines )
a
a
b
Complexe sarcoglycane
C
Syntrophine
N
Dimère de dystrophine
Actine
Segment analogue à la actinine Insertion MF
actine
24 répétitions spectrine-like
Domaine de fixation aux prot. membranaires
Myopathie de Becker
Myopathie de Duchene
Myopathie de Duchene
13
10 - Pontage des MF dactine à la membrane
plasmique
Différents systèmes fonction des cellules
considérées
1 - Dystrophine et fibres musculaires
Complexe dinsertion spécifique Fibres et
cellules musculaires striées, neurones
2 - Protéines ERM ezrine, radixine, moesine
Se fixent sur la CD44, protéine intégrale
membranaire ubiquitaire mais aussi sur des
échangeurs ioniques des canaux ioniques des
ATPases de type P
Portent une séquence consensus commune voisine de
la protéine bande 4.1 érythrocytaire
3 - Protéines fimbrine, a actinine, spectrine,
taline, vinculine
diverses protéines membranaires intégrales, des
intégrines
14
11 - PROTÉINES MODIFIANT LES MICROFILAMENTS
DACTINE
ATP
Profiline Actine-ADP
Profiline-Actine G-ATP
ADP
Thymosine b -actine
ACTINE G thymosine b
Filamine
Gelsolines
b actinines
ACTINE F
Actine G-ADP
a actinines (si Ca gt 10-5 M)
Dépactine
fimbrine
villine
filamine
fascine
a actinines (si Ca lt 10-5 M)
TROUSSEAUX FAISCEAUX
RÉSEAUX
15
12 - LES PETITES PROTÉINES G
GDS GDP Dissociating Stimulator
GDI GDP Dissociating Inhibitor
GTP
Petite protéine G
Chaîne aliphatique (/-)
FORME ACTIVE
GEP
PROTEINE X INACTIVE
GDP / GTP Exchange Protein
PROTEINE X ACTIVE
Les familles des Petites Protéines G
Familles Ras prolifération
cellulaire, transferts nucléaires (Ran) en
règle, expression des gènes
FORME INACTIVE
GAP
Familles Rab Transferts vésiculaires,
endo et exocytose
GTPase Activating Protein
Familles Rho, Rac mobilité, réseau
dactine globalement morphologie cellulaire
16
13 - MOUVEMENTS AMIBOÏDES
3 grandes phases émission dun pseudopode, dun
filopode adhésion du pseudopode rétraction
sur ce pseudopode
STADE INITIAL Cellule fixée au substrat par des
plaques dadhésion
PHASE 1 Emission dun pseudopode
Exocytose antérieure
Endocytose postérieure
Filaments dactine en croissance
Ajout de monomères
17
Phase 2 Fixation du pseudopode par formation de
nouvelles plaques dadhésion et disparition des
plus postérieures
Phase 3 Rétraction sur les néo-pseudopodes Inte
rvention myosines 1 myosines 2 microtubules
18
Petite protéine G active Cdc42
Petite protéine G inactive
Protéine WASP
Protéine Arp
WASP Wiskott Aldrich Syndrom Protein Syndrome
de déficience immunitaire par défaut de migration
des cellules immuno-compétentes En fait toute
une famille de protéine nucléant les filaments
dactine
Petites protéines G intervenant sur lactine
Familles Rho les fibres de
tension Rac les extensions
membranaires Cdc 42 les filopodes
19
14 RÉGULATION
Extrêmement complexe
Pouvant être très localisée
Deux grands niveaux

• Au niveau de la globalité de la cellule
• Le taux du calcium

Contrôle de ce taux les calmodulines
cytoplasmiques les pompes à
calcium réticulum endoplasmique mitochondrie
s membranes plasmiques calciosomes les
canaux calcium

• Ponctuellement dans une zone cellulaire
• les petites protéines G Rho , Rac et Cdc42

20
CYTOSQUELETTE - Acte III -
21
CYTOSQUELETTE - Acte III -
LES MICROFILAMENTS INTERMÉDIAIRES
1- DÉFINITION
2 - CONSTANCE
3 - CONSTITUTION
4 - RENOUVELLEMENT
5 - PROTÉINES de PONTAGES
22
1- DÉFINITION
Initialement strictement morphologique Microfil
aments de tailles comprises entre 8 et 10 nm
dépaisseur rectilignes non ramifiés porteurs
dune striation périodique
2 - CONSTANCE
Spécifique des Métazoaires (à partir des
Nématodes) Quasi ubiquitaires (exceptions
oligodendrocytes, hématies) Absence chez les
Métaphytes, les Protophytes Absence chez les
Procaryotes
- Connus (morphologiquement) de longue date
les TONOFILAMENTS des kératinocytes
- Relations étroites avec les systèmes de
jonction entre les cellules
23
PEAU et KÉRATINOCYTES (épithélium malpighien
kératinisé)
Couche desquamante
Couche cornée
Couche granuleuse
Stratum spinosum
Couche germinative
Desmosome
Tonofilaments
24
3 - CONSTITUTION
Monomère
Homodimère ou hétérodimère
Tétramère (non polarisé)
Protofilament (association de tétramères)
Assemblage de 8 protofilaments Microfilament
intermédiaire Striation périodique denviron 21
nm
Structure beaucoup plus solide et résistante que
les MT ou les MF fins
25
3 - COMPOSITIONS BIOCHIMIQUES
Cellules cutanées, phanères
Classe 1
Kératines acides
Ichtyoses Epidermolyse bulleuse
Tonofilaments des desmosomes
Classe 2
Fibroblastes, Cellule de Sertoli
Vimentine
Leucocytes, Cellules endothéliales
Cellules fibres musculaires
Desminopathies
Classe 3
Protéine gliale acide
Cellules gliales
Périphérine
Neurones S.N. périphérique
Plasticine
Cellules rétiniennes
Protéine neurofilamentaire
Neurones S.N. central
Axones Dendrites
Sclérose latérale amyotrophique
Classe 4
des
Classe 5
Lamines A, B C
Noyaux
Progeria
Classes 6 7
Nestine, tanabine
Les kératines sont les protéines les plus
insolubles de lorganisme important de le
savoir ?
26
4 - RENOUVELLEMENT
Structures très stables
Pas de pool cytoplasmique soluble
Différences avec MT, MF
Pas de polarisation
Pas de protéine motrice associée
Cependant, dépolymérisation possible phénomènes
de phosphorylation
Ne sont abondants que dans les cellules
différenciées
Un seul toxique connu lacrylamide
(dépolymérisant)
Penser à la mitose
5 - PROTÉINES de PONTAGES (IFAPs Intermediate
Filament Associated Protein)
Existence de diverses protéines pontant les MFI à
dautres structures les PLAKINES principalement
les plakoglobines la plectrine
Cette dernière possède des domaines de liaison
avec - divers MFI pontage de divers
MFI les uns aux autres, - les microtubules, -
les microfilaments fins
27
CYTOSQUELETTE - Acte IV -
28
Myosine de type 2 la seule à former des
FILAMENTS ÉPAIS
Chaîne lourde 200 kDa Chaînes légères 16 20
kDa
MONOMÈRE
DIMÈRE
MICROFILAMENT ÉPAIS
29
MYOSINES NON CONVENTIONNELLES
14 types différents 13 se déplacent vers
extrémité
1 se déplace vers lextrémité (myosine IV)
Déplacement fonction de la structure fixe
de la molécule de myosine
Déplacement général des vésicules - si long
trajet système microtubulaire avec
dynéine/kinésine - si trajet court
microfilaments actine et myosines non
conventionnelles
30
vinculine
actine
Myosine 1
calmoduline
villine
filamine
Réseau de MFI
31
Organisation dune plaque dadhésion
MF actine
Fimbrine
a actinine
(dimère)
Taline
vinculine
Tensine
Membrane plasmique
Intégrines (hétérodimères)
Liaison avec des protéines de la matrice
extracellulaire
32
FIN du Chapitre
LE NOYAU