Fiche de cours: Cytosquelette (Médical Tours 2024-2025) PDF

# Médical Tours Biologie cellulaire ## Fiche de cours: Cytosquelette **2024-2025** - Notion tombée 1 fois au concours - Notion tombée 2 fois au concours - Notion tombée 3 fois ou plus au concours Médical Tours - 47 Rue de la Parmentière - 37520 LA RICHE - Tél : 02 21 76 45 37 ## Introduction...

# Médical Tours Biologie cellulaire ## Fiche de cours: Cytosquelette **2024-2025** - Notion tombée 1 fois au concours - Notion tombée 2 fois au concours - Notion tombée 3 fois ou plus au concours Médical Tours - 47 Rue de la Parmentière - 37520 LA RICHE - Tél : 02 21 76 45 37 ## Introduction sur le cytosquelette et les autres éléments du hyaloplasme ### Définitions - **Cytoplasme:** Ensemble des organites de la cellule (les différents compartiments responsables de son fonctionnement) et du cytosol ou hyaloplasme. - **Cytosol ou hyaloplasme:** Cytoplasme sans les organites. Substance hydratée et visqueuse, formée: - D'eau: 85% - De glycogène - De gouttelettes lipidiques - D'actine - De filaments intermédiaires - De microtubules - **Cytosquelette:** Système constitué de réseaux de filaments protéiques, formés par la polymérisation de monomères libres. Responsable de la motilité, de la forme, du soutien de la cellule, ainsi que du positionnement des organites, et lui permet donc de s'adapter à son environnement. Spécificité de la cellule eucaryote. ### Gouttelettes lipidiques - **Forme de stockage des lipides:** Réserve d'acide gras sous forme de trilycérides ou d'ester de cholestérol. 1 mois de réserve au sein de l'organisme. - **Différentes des organites:** Organite: délimité du cytoplasme par une membrane, composée d'une bicouche lipidique. Gouttelettes lipidiques: constituées d'une monocouche de phospholipides. Structures rondes et grisâtres. - **Gouttelettes lipidiques en ME:** De taille relativement hétérogène: - Taille et nombre variables en fonction du type cellulaire. - Technique et qualité de fixation joue un rôle important sur l'aspect de la gouttelette: - Si elle est complétement vidée: apparaît blanche et homogène. - Si elle est bien fixée: apparaît grise et homogène. - Si elle n'est pas complétement vide: apparait hétérogène avec un halo blanc central dû à la rétraction des lipides au cœur de la gouttelette. - **Biogenèse:** Réalisée dans le réticulum endoplasmique, par l'accumulation d'acides gras entre les deux feuillets de sa membrane. Développement des gouttelettes jusqu'au détachernentcomplet par un mécanisme de bourgeonnement. Gouttelettes finalement libres dans le cytosol. - **Adipocytes:** Cellules spécialisées dans le stockage des graisses, comportent une gouttelette lipidique unique de taille extrêmement importante. - **Hépatocytes:** Cellules constitutives du foie présentant physiologiquement un grand nombre de gouttelettes lipidiques. - **Application clinique:** La stéatose hépatique - Accumulation pathologique de gouttelettes lipidiques dans les hépatocytes. - Peut être notamment due à une contamination par le virus de l'hépatite C. ### Glycogène - **Forme polymérisée du glucose:** Polysaccharide ramifié pouvant contenir jusqu'à 50 000 molécules de glucose. - **Deux formes de particules:** - **Particule β:** Représentation majoritaire de la molécule de glycogène. Ralativement petite: diamètre compris entre 15 et 30 nm. - **Rosettes α:** Assemblage de plusieurs particules β. Particules extrêmement denses aux électrons: apparaissent très noires. - **Synthèse et dégradation du glycogène:** Par l'intermédiaire d'enzymes situées en périphérie des particules ß: - **Synthèse du glycogène = glycogénogenèse** sous la dépendance de la glycogène synthétase. - **Dégradation du glycogène = glycogénolyse** sous la dépendance de la glycogène phosphorylase. - Sous l'influence des hormones pancréatiques: - **Insuline** pour la synthèse. - **Glucagon** pour la dégradation. - **Présent dans tous les types cellulaires:** Plus particulièrement dans les hépatocytes et les cellules musculaires. - 1 jour de réserve au sein de l'organisme. ### Fonction glycogènique du foie - **Mise en évidence par une expérience de Claude Bernard:** 2 lots de chien: - 1 lot était nourrit avec des sources de glucides (glucose) - 1 lot n'avait aucune source de glucides dans son alimentation. - Production de sucre dans les 2 cas grâce au glycogène contenu dans le foie. - **Rôle essentiel du glycogène hépatique dans le fonctionnement de l'organisme:** - 10% du poids d'un hépatocyte est occupé par le stockage du glycogène, contre 1 à 2% dans les cellules musculaires. - Ces stocks de glycogène du foie permettent d'approvisionner nos organes en glucose lorsque le taux sanguin diminue: capacité de l'organisme à conserver une activité permanente à jeun. ## Fonctions générales du cytosquelette - **Rôle structural:** - **Structuration des cellules et des tissus:** - Maintien de la forme cellulaire: rôle de squelette. - Adhérence: organisation des tissus par l'intermédiaire de molécules d'adhérence situées au niveau de jonctions cellule/cellule ou cellule/ MEC. - **Exemple de l'entérocyte::** Nombreuses microvillosités situées au niveau de son pôle apical: - Expansions du cytosquelette, responsables de l'absorption des molécules situées dans la lumière de l'organe. - Agencement des entérocytes entre eux par le biais de leur cytosquelette, et de molécules d'adhérences au niveau de jonctions présentes aux pôles basolatéraux. - **Transports cytoplasmiques:** Filaments du cytosquelette = << rails >> où circulent de nombreuses vésicules et organites d'un bout à l'autre de la cellule: - Vésicules synaptiques des neurones prises en charge par le cytosquelette pour assurer le transport des neurotransmetteurs. - **Rôle de mouvement:** - **Mouvements extracellulaires ou motilité cellulaire:** Agencement du cytosquelette de façon à ce que la cellule puisse se déplacer, ou même se contracter: - **Formation d'un pôle de migration** grâce à la réorganisation du Déplacement coordonné des fibroblastes au sein de la MEC: cytosquelette dans le sens du déplacement. - **Diapédèse du polynucléaire neutrophile** ou autres globules blancs: passage de la barrière endothéliale des vaisseaux sanguins par déformation du polynucléaire, grâce à l'action de son cytosquelette. - **Déplacement du spermatozoïde** à l'aide de son flagelle qui est une expansion du cytosquelette. - **Présence de cils** au pôle apical des cellules épithéliales respiratoires: batte mentain de faire circuler le mucus. - **Rôle dans la division cellulaire:** - Formation d'un anneau contractile d'actine impliqué dans la scission de la cellule mère en deux cellules filles. - Formation du fuseau mitotique. ## Les 3 constituants du cytosquelette - **Filaments intermédiaires:** - Fibre de 10 nm extrêmement résistante et difficilement attaquable par les solutions dénaturantes. - **Monomère:** protéine fibreuse F1. - **Eléments les plus solides du cytosquelette:** protègent la cellule en assurant une résistance - Présents dans toute la cellule, et en particulier: - **Autour du noyau:** formation d'un complexe, appelé corbeille périnucléaire, qui assure la protection du matériel génétique. - **Au niveau des jonctions:** desmosomes et hémidesmosomes. - **Microtubules:** - Tube creux de 25 nm: - **Monomère:** tubuline - **Rayonnent** dans la cellule à partir d'un centre organisateur, appelé centrosome ou centre cellulaire, jusqu'à la membrane plasmique. - **Filaments d'actine:** - Filament d'aspect hélicoïdal de 7nm : - **Monomère:** actine - **Présents partout:** - Sous différentes formes: filaments isolés, faisceaux ou réseaux - **Très nombreux en position sous-membranaire = Cortex sous membranaire:** - À des fins de soutien: maintien de la forme de la cellule. - **Dans les prolongements membranaires:** Par exemple, dans les microvillosités des cellules de l'épithélium intestinal. ## Les filaments intermédiaires - **Éléments les plus résistants du cytosquelette:** - Très résistants aux détergents. - Filaments les plus stables: - Contrairement aux autres filaments, les filaments intermédiaires ne sont pas soumis à l'instabilité dynamique. - Protection de la cellule contre les agressions mécaniques en lui conférant une grande stabilité: - Permette aux cellules de se déformer sans se dissocier, et de retrouver leur forme originale après l'agression. - **Localisation:** - Pas de localisation préférentielle. - Densité accrue autour du noyau: - Organisation en réseau = corbeille périnucléaire - Assure la protection du matériel génétique. - Joue le rôle de contrefort de l'enveloppe nucléaire. - Rayonnement jusqu'à la membrane plasmique, où ils s'ancrent par l'intermédiaire de molécules d'adhérences au sein de jonctions cellulaires: - **Desmosomes** lors d'une interaction entre deux cellules. - **Hémidesmosomes** lors d'une interaction entre la MEC et une cellule. ### Lames - **Protéines apparentées aux filaments intermédiaires**: - Appartiennent à la même famille que les protéines F1; - Incapables de former des filaments. - Ne sont donc pas considérées comme des filaments intermédiaires. - Réseau à la face interne de l'enveloppe nucléaire. - **Soutien du noyau en constituant un nucléosquelette:** - Maintien du positionnement du noyau dans la cellule. - Préservation de l'intégrité nucléaire. - **Forment la lamina nucléaire**. - **Laminopathies:** Maladie génétiques dues à une anomalie de la lamina nucléaire. - Exemple de la progeria. ### Structure et organisation - **Protéine fibreuse et allongée, capable des'auto-assembler pour former un filament intermédiaire.** - **Protéine F1:** - **Domaine particulièrement long**. - **Possède une séquence en acides aminés très conservée au cours de l'évolution:** retrouvée dans tous les types de filaments - **Varient beaucoup**en fonction du type de filment intermédiaires: - **Structure spécifique**selon le type cellulaire permettant de déterminer leur fonction. - **Auto-assemblage en filament intermédiaire:** - Assemblage de 2 monomères pour former un dimère super enroulé. - Assemblage du dimère avec un autre dimère pour former un tétramère. - Assemblage de plusieurs tétramères bout à bout pour former un protofilament. - Assemblage de 8 protofilaments pour former un filament intermédiaire. - **Polymérisation / dépolymérisation:** - Dépend du niveau de phosphorylation de deux extrémités: - **La polymérisation du filament est réalisée par un mécanisme de déphosphorylation** - **La dépolymérisation du filament est réalisée par un mécanisme de phosphorylation** ### Filaments intermédiaires cytoplasmiques #### Filaments intermédiaires de kératine - **Localisé au sein des épithéliums:** Dans le cytoplasme des cellules épithéliales. On parle donc de cytokératines, pour les différencier de la kératine présente dans les phanères (cheveux, ongles...). - **Plus d'une vingtaine de cytokératine différentes:** Association par paires: - 1 cytokératine acide + 1 cytokératine basique. - Couple spécifique d'un type cellulaire. - Couple kératines 5-14 présent dans la couche basale de l'épiderme est spécifique des cellules de la peau. - Autres couples de cytokératines dans le poumon, le foie, le colon... #### Filaments intermédiaires de vimentine ou protéines apparentées - **Vimentine:** Tissus conjonctifs. - **Desmine:** Cellules endothéliales. - **GFAP (Glial fibrillary acidic protein):** Cellules gliales. ### Neurofilaments - **Spécifiques des neurones ou cellules nerveuses:** Axone des neurones: - Permet aux vésicules neurosécrétrices de se déplacer vers la terminaison synaptique, sous la dépendance des microtubules. - Transmet l'influx nerveux, dont la vitesse de conduction est sous la dépendance de son diamètre: - Diamètre dépendant du nombre de neurofilaments, et donc de leur taux d'expression. ## Filaments intermédiaires utilisés comme outils diagnostiques - **Origine d'une cellule tumorale:** Nature des filaments intermédiaires diffère en fonction des tissus: - => Permet de définir la nature d'une tumeur. - **Étude directement au contact de la tumeur**. - **Biopsies:** - **Solide:** Recherche des cellules cancéreuses dans le sang. - Nouvelle technique au cœur de la pratique clinique actuelle. - Moins invasif que la biopsie solide. - Technique qui nécessite des enrichissements cellulaires. - **Liquide:** Détermination du type de filament intermédiaire présent grâce à des anticorps spécifiques. - **Anticorps anti-cytokératine:** Carcinome. - **Anticorps anti-desmine:** Sarcome. - **Anticorps anti-GFAP:** Glioblastome. ## Filaments intermédiaires cytoplasmique et pathologies - **Epidermolyse bulleuse simple:** Pathologie dermatologique due à la mutation du gène codant pour la cytokératine: - **Dermatose bulleuse héréditaire.** - Vulnérabilité à la pression, à l'étirement et au frottement de la peau des patients touchés: - Formation de bulles cutanées lors du moindre traumatisme (frottement, effleurement). - **Sclérose latérale amyotrophiques:** Maladie neurodégénérative connue sous le nom de maladie de Charcot. - Aujourd'hui incurable du fait d'une paralysie progressive ascendante. - Résultant d'une polymérisation anarchique/anormale des filaments intermédiaires dans les neurones. - Accumulation des neurofilaments dans les neurones: perturbation de la transmission synaptique entre les motoneurones et les muscles. - **Dermatite atopique ou eczéma:** Pathologie dermatologique touchant les kératinocytes de l'épiderme. Problème de barrière cutanée. ### Dermatite atopique ou eczéma - **Maturation physiologique des kératinocytes:** Naissance des kératinocytes au niveau de la lame basale. Migration et différenciation progressive jusqu'à la couche cornée, où ils deviennent des cornéocytes: - Couche cornée, la plus épaisse et la plus superficielle de l'épiderme, qui joue un rôle de barrière protectrice. - **Peau normale:** Cytoplasme des cornéocytes empli de blocs de cytokératine: - Résistance du réseau maintenue par l'action de la filaggrine, qui entoure les amas de cytokératine et les agrège entre eux. - Assurer l'étanchéité de l'épiderme et prévient la déshydratation: - Peu d'évaporation par la peau. - Pas de passage des allergènes. - **Peau atopique:** Mutation du gène de la filaggrine: déficit protéique. - Cellules moins jointives: - Evaporation de l'eau accrue ⇒ déshydratation de la peau. - Barrière cutanée rompue: facilite l'entrée d'allergènes au sein de l'épiderme engendrant une réaction inflammatoire. - Prédisposition au développement d'eczéma ## Microtubules - **Tubes creux:** De 25 nm de diamètre. - **Structures instables:** Peuvent se désassembler et se réassembler de façon extrêmement rapide. Eléments du cytosquelette les plus dynamiques. - **Centrosome = Centre cellulaire:** - Situé à proximité du noyau. - A part duquel se développent les microtubules: - Emission de microtubules à partir de celui-ci en rayon de roue vers la membrane plasmique. - **<<Autoroutes>>:** Responsables du trafic intracellulaire: déplacement des organites, des vésicules ou même des protéines isolées au sein de la cellule. ### Structure et organisation - **Tubulines:** Sous-unité protéique des microtubules (MT). Hétérodimère composée de deux sous-unités α et β. - **Protofilaments:** Association des dimères de façon linéaire afin de former un protofilament. Association de 13 protofilaments pour former un microtubule. - **Polarité:** Protofilaments, et donc microtubules sont polarisés: - **Extrémité positive**finit toujours par la sous-unité β capable d'hydrolyser le GTP. - **Extrémité négative** finit toujours par la sous unité α capable de fixer mais pas d'hydrolyser le GTP. - Polarité constante pour chaque protofilament. ### Polymérisation et Dépolymérisation des microtubules - **Polymérisation et dépolymérisation in vitro:** - **En permanence**. - **Aux 2 extrémités:** - Rapide au pôle + - Lente au pôle - - **Polymérisation et dépolymérisation in vivo:** - **Microtubule enchâssé**et se polymérisant à partir du centrosome. - **Unique pôle libre**, le pôle β (positif), sur lequel s'alternent la polymérisation et la dépolymérisation. ### Exemple du fibroblaste - **Cellule de la matrice extra-cellulaire:** Rôle d'entretien du tissu conjonctif: - **Production des protéines constituantes du milieu:** collagène et fibres élastiques. - **Orientation et polymérisation des microtubules:** - A partir du centrosome. - Dans le sens du déplacement du fibroblaste. - Confère au fibroblaste un mouvement coordonné et orienté. - **Réorganisation des microtubules:** Modification de la trajectoire du fibroblaste: - Grace à l'équilibre entretenu entre les stocks ou « pool » de tubulines libres dans le cytoplasme, et les tubulines directement engagées dans la polymérisation. - **Lors de la rencontre d'un obstacle:** - **Phénomène d'inhibition de contact**dû à la rencontre de la cellule avec l'obstacle. - **Signalisation cellulaire**qui déstabilise les microtubules engagés et entraine leur dépolymérisation. - **Réorientation et repolymérisation** des microtubules dans le sens inverse à partir du centrosome. - **Remodelage membranaire et départ de la cellule** dans la direction opposée: migration cellulaire réorientée. - Grace à l'instabilité dynamique, ces remodelages permanents ont lieu de façon extrêmement rapide. ### Centre organisateur de microtubules (MTOC) = Centrosome - **Centre cellulaire:** - **Contrôle le nombre et l'orientation des microtubules.** - **Au moins 1 centre cellulaire par cellule.** - **Peut se dupliquer**pour mettre en place le fuseau mitotique lors de la mitose. - **Constitution:** - **Deux centrioles perpendiculaires.** - **Matrice protéique péricentriolaire.** - **Sites de nucléation = anneaux de tubuline γ, aussi appelés γ- TuRC (pour γ- Tubuline Ring Complex)** - Desquels émane tout le système de polymérisation des dimères de tubulines: - **Point de départ des microtubules;** - **Ajout des dimères de tubulines** aux anneaux de tubuline γ selon une orientation particulière et spécifique; - **Extrémité négative du microtubule enchâssé** au niveau du site de nucléation et **extrémité positive impliquée dans la polymérisation du microtubule**. ### Instabilité dynamique des microtubules - **Mécanisme:** - **Les molécules de tubulines αβ GTP s'ajoutent à l'extrémité positive.** - **Lorsque l'addition de tubulines sous forme GTP va plus vite que l'hydrolyse du GTP en GDP:** formation d'une GTP cap qui permet de protéger les microtubules. - **Lorsque le microtubule est uniquement sous forme de GDP:** les protofilaments sont instables, les tubulines GDP sont libérées dans cytoplasme pour entretenir le pool constant de dimère de tubulines. - **Polymérisation:** - Quand la polymérisation évolue rapidement, les dimères de tubulines s'ajoutent plus rapidement que l'hydrolyse du GTP en GDP. - Le pôle positif est donc composé d'une protection de dimère sous forme GTP, d'une GTP cap (= coiffe de GTP) qui stabilise le microtubule et empêche la dépolymérisation. - **Dépolymérisation:** - Quand l'incorporation se fait moins vite, l'ajout de tubuline GTP est trop lente au pôle positif pa rapport au passage de GTP en GDP ce qui finit par toucher les tubulines du pôle extrême et le microtubule va perdre sa GTP cap. - Il expose à son pôle positif de la tubuline GDP qui est instakole ce qui provoque la dépolymérisation du microtubule parfois jusqu'au centre cellulaire. ### Drogues ayant une action sur les microtubules - **Activité anti-cancéreuse:** Blocage de la formation du fuseau mitotique: empêche la division cellulaire. Drogue dangereuse par leur action paralysante. - **Colchicine:** - **Fixation sur les tubulines libres.** - **Empêche la polymérisation** des tubulines en microtubules = inhibiteur de la polymérisation. - **Diminue l'inflammation** lors des crises de gouttes en limitant le déplacement des leucocytes. - Issue du crocus. - **Taxol:** - **Fixation sur les microtubules formés.** - **Inhibiteur de la dépolymérisation** des microtubules. - Issu de l'if. ### 4 types de Microtubule Associated Proteins (MAPs) - **Fonction:** Empêchent physiologiquement la polymérisation ou la dépolymérisation des microtubules. Régulent l'action des microtubules. - **Stathmine:** Protéine fibreuse se fixant latéralement sur deux dimères de tubulines libres afin de les séquestrer et ainsi empêcher leur polymérisation. - **EB10:** Protéine contribuant à l'association de nouvelles tubulines, en se fixant au pôle positif des microtubules. Rôle facilitateur de la polymérisation. - **Catastrophine:** Contribue à la dépolymérisation rapide de l'extrémité positive des microtubules en entrainant l'incurvation et l'écartement des protofilaments - **TAU:** Protéine stabilisatrice des microtubules en formation qui agit en s'y fixant latéralement: - Prévient la dépolymérisation. - Présente spécifiquement dans les neurones, - Il en existe d'autres types dans les autres types cellulaires. ### Protéine TAU et maladie d'Alzheimer - **Neurone sain:** Stabilisation des microtubules par des protéines Tau. - **Maladie d'Alzheimer:** Tau anormalement phosphorylée. Formation d'agrégats protéiques et désintégration des microtubules: - Entraine la mort du neurone = neurodégénérescence fibrillaire. ## Rôle des mictrotubules dans le transport des organites - **Microtubules et trafic intracellulaire:** Transport des organites et autres constituants du cytoplasme. - **Transfert des vésicules synaptiques** au sein des neurones. - Microtubules = rails entre le corps cellulaire et la terminaison nerveuse. - Tous les microtubules sont orientés dans le même sens: permet un trafic orienté. - **MAP à activitée ATPasique.** - **Dynéines:** Transport des produits de dégradation de la terminaison axonale vers le corps cellulaire. - **Kinésines:** Transport des vésicules de sécrétion du corps cellulaire vers la terminaison nerveuse. ### MAP motrices - **Organisation commune:** Dimères possèdant: - Deux têtes globulaires, qui interagissent avec le microtubule. - Une queue, qui comporte le contenu spécifique. - Présence d'une activité ATPase: l'hydrolyse de l'ATP, permet de fournir l'énergie nécessaire à leur déplacement. - **Contenu spécifique:** Fixation de la tête globulaire 1 sous forme ATP sur une tubuline β. - **Tête globulaire 2** libre sous forme ADP. - **Echange de l'ADP en ATP:** rotation de la tête 1 liée à l'ATP. - **Hydrolyse de l'ATP:** libération de la tête globulaire 1. - **Consommation d'1 ATP par pas de 8 nm.** - **Déplacement de la kinésine:** - en bleu, la tubuline béta ## Microtubules stables: Centre cellulaire et dérives ### Centrioles et centre cellulaire - **Formation de microtubules stables:** L'édifice centriolaire et ses dérivés ne sont pas sujettes aux cycles de polymérisation et de dépolymérisation. - **9 triplets de microtubules**: Chaque triplet possède des protofilaments en commun, ce qui renforce la structure et la stabilité du centriole. - Du plus interne au plus externe on retrouve: - **MT A:** 13 protofilaments; - **MT B:** 10 protofilaments car il possède 3 protofilaments en commun avec le MT A; - **MT C:** 10 protofilaments car il possède 3 protofilaments en commun avec le MT B. - **Soutien par une MAP, la nexine**, qui relie les triplets de microtubules entre eux. - **Présence de protéines d'échafaudage (= fibres radiaires)** disposées en rayon de roue: - Très importantes pour la mise en place de la structure. - **Composition de l'édifice centriolaire:** - néxine - protéines d'échafaudage en rayon de roue - **Matériel péricentriolaire:** Matériel amorphe qui contient les anneaux de gamma-tubuline. - **Devenir des centrioles au cours de la division:** Duplication des centrioles: permet la formation du fuseau mitotique. ### Dérives centriolaires: Cils - **Excroissance cellulaire:** Entourée par une membrane plasmique - Jusqu'à 200 cils à la surface d'une cellule. - Environ 10 µm de long - **= Centriole dupliqué:** - Dans les cellules ciliées, les centrioles se dupliquent jusqu'à 100 - 200 fois. - Architecture similaire au niveau de la base d'un cil et de l'édifice d'un centriole. - **Corpuscule basal = base du cil:** Polymérisation de microtubules dans son prolongement. - **Mise en mouvement de liquide extracellulaire:** Battement ciliaire réalisé en deux temps: - Battement de poussée: les protéines déplacent le cil en y exerçant une traction. - Battement de récupération: le cil revient à sa position de départ. ### Dérivés centriolaires: Flagelle du spermatozoïde - **Dérivé centriolaire:** Non issu d'une duplication. - **Spécificités:** - Structure unique: un seul flagelle par cellule. - Spécialisé dans la motilité cellulaire. - Possède un mouvement ondulatoire. - Mesure 50 µm. ### Structure du cil ou du flagelle - **Corpuscule basal:** Zone intracytoplasmique constituée de : - **9 triplets de microtubules:** MT A, B et C; - **Liens de nexine** entre les microtubules A et C; - **Protéines d'échafaudage** en rayon de roue = fibres radiaires. - **Zone de transition:** Zone entre le corpuscule et l'axonème constituée de : - **9 doublets de microtubules:** - Fonte du microtubule C dans la membrane plasmique pour rigidifier la structure et stabiliser le corpuscule basal. - Perte de microtubule permettant de préparer le cil à la mobilité tout en préservant sa stabilité - **Ponts de nexine**entre le microtubule A d'un doublet et le microtubule B du doublet voisin. - **Axonème:** Partie aérienne entourée de membrane plasmique et constituée de : - **9 doublets de microtubules** pontés par la nexine. - **1 doublet de microtubules central:** - Dont l'association n'implique pas de mise en commun de protofilament: 13 microtubules chacun. - Contenu dans une gaine protéique reliée aux microtubules périphériques par des fibres radiaires permettant de stabiliser l'ensemble. - **Présence d'une dynéine ciliaire ATPasique:** - Protéine motrice responsable de la mise en mouvement des cils - **Bras de dynéine** (un bras externe et un bras interne) disposés régulièrement le long de chaque microtubule A: - Ces bras de dynéine interagissent avec le microtubule B du doublet voisin puis le relâchent permettant de créer le battement ciliaire. ### Centre cellulaire et dérivés: Dérives centriolaires ## Exemple: L'épithélium de type respiratoire - **3 types de cellules:** - Cellules de l'assise basale. - Cellules ciliées, au pôle apical, d'aspect foncé. - Cellules caliciformes, dites excrétrices de mucus, de couleur blanchâtre. - **Epithélium pseudostratifié:** Toutes les cellules reposent sur la lame basale. - **Clairance muco-ciliaire ou l'épuration muco-ciliaire de l'arbre bronchique:** Action combinée du mucus et des cils pour éliminer les particules étrangères: polluants, bactéries, virus, ... - Première ligne de défense de l'appareil respiratoire: permet de protéger la muqueuse des pathogènes. ## Dyskinésies ciliaires - **Famille de pathologies impliquant un défaut de mouvement des cils:** - **De deux types:** - Primitive: maladie génétique; - Acquise: maladie transitoire. - **Primitives:** - Maladie génétique dans laquelle les patients présentent un déficit voire une absence totale de dynéine ciliaire: - Absence de battement des ciliaire à l'origine de problèmes respiratoires: - Stagnation du mucus au sein des voies aériennes; - Affections sino-pulmonaires chroniques. - Syndrome de Kartaganer = Dyskinésie ciliaire primitive associée à un situs inversus: - Absence de battement des cils nodaux au cours du développement embryonnaire responsables de la mauvaise position des organes internes: problème d'asymétrie gauche droite. - **Acquises:** - Paralysie du mouvement des cils par le tabac (nicotine): - Provoque des toux grasses caractéristiques au réveil. - Dans le cas d'une infection bronchique: pathologies infectieuses. - Désorganisation des cils avec un battement aléatoire, asynchrone, et anarchique. - Agrégation des cils, qui forment des structures appelées cils complexes, très inefficaces. ## Filaments d'actine - **Présents dans toutes les cellules eucaryotes:** Essentiels à la forme de la cellule, à sa division, à son déplacement, à la phagocytose, ou encore à la contraction musculaire. - **Microfilaments:** Éléments les plus fins du cytosquelette. - Diamètre de 7 nm. - **Localisation:** Un peu partout dans le cytoplasme; mais plus particulièrement sous la membrane plasmique = cortex cellulaire ou actine sous corticale ou actine sous membranaire. - **Structure et organisation:** Chaque filament est une chaine torsadée de monomères d'actine G (forme globulaire) disposés de façons décalées les uns aux autres: - Assemblage permettant d'assurer la solidité et la cohésion du filament. - Filament orienté ou polarisé avec une extrémité positive et une extrémité négative. ### Les différentes formes des filaments d'actine - **Faisceaux serrés:** - Stables. - structures rigides et permanentes au pôle apical des cellules. - Exemple des microvillosités. - **Faisceaux lâches:** - Stables. - Structures contractiles qui peuvent agir comme un véritable muscle dans la cellule. - Exemples des fibres de stress. - **Réseaux d'actine lâche = actine gel:** - Stables. - Réseaux croisés avec une consistance de gel. - **Faisceaux ou réseaux dynamiques:** - Instables: - Phénomènes de polymérisation et dépolymérisation extrêmement dynamiques. - Présentes dans les cellules migrantes. - Exemples: - **Filopodes:** structures fines retrouvées à l'avant de la cellule. - **Lamellipodes:** larges structures en forme de lame retrouvées à l'avant de la cellule. ### Polymérisation et dépolymérisation des filaments d'actine - **Pool cytosolique:** 50% de l'actine est sous forme libre, liée à l'ADP. - Ces monomères vont devoir échanger leur molécule d'ADP en ATP afin d'intégrer le filament. - **<<<< Treadmilling >>> ou tapis roulant:** Phénomène simultané de polymérisation des filaments d'actine essentiellement au pôle