Cytosquelette 2BIDF05 10
Qu'est-ce que le cytosquelette?
Le Cytosquelette est le squelette qui maintient la forme de la cellule et qui joue un rôle dans la mobilité. Il est constitué de structures protéiques qui sont les microfilaments (7 nm de diamètre), les filaments intermédiaires (10 nm de diamètre) et les microtubules (25 nm de diamètre). C'est ce réseau qui parcourt le cytoplasme et qui remplit les diverses fonctions.
Ce système est également dynamique, s'assemblant et se désassemblant constamment. Chacune des fibres du cytosquelette se construit par polymérisation. En effet, des sous-unités protéiques identiques s’attirent mutuellement et s’assemblent spontanément en longues chaînes. C’est avec le même procédé que ces fibres se dissocient, leurs sous-unités se libérent les unes après les autres d’une des extrémités de la chaîne.
- voir Annexe Cytosquelette 1
Les définitions données par le Campbell pour les constituants
La définition d'un microfilament
"Cylindre composé d'actine qui est présent dans le cytoplasme de presque toutes les cellules eucaryotes. Fait partie du cytosquelette et joue, seul ou avec la myosine, un rôle dans la contraction cellulaire."
La définition d'un filament intermédiaire
"Élément du cytosquelette dont le diamètre est supérieur à celui des microfilaments mais inférieur à celui des microtubules. Constitué de protéines dont font partie les kératines."
La définition d'un microtubule
"Cylindre creux faisant partie du cytosquelette et composé de tubuline, protéine globulaire. Présent dans le cytoplasme de tous les Eucaryotes, de même que dans les cils et les flagelles."
Quel est le rôle du cytosquelette et à quoi sert-il?
Le cytosquelette a plusieurs rôles bien définis qui servent au bon fonctionnement des cellules. Il permet le soutien, la mobilité et la régulation.
Le rôle le plus important du cytosquelette consiste à assurer un soutien mécanique à la cellule et à aider celle-ci à maintenir sa forme. Cela est particulièrement important pour les cellules animales car elles sont dépourvues de paroi. Le cytosquelette est remarquablement résistant dû à son élasticité et à son architecture. Le cytosquelette se stabilise en équilibrant les forces opposées que ses éléments structuraux exercent.
Il joue également un rôle plus actif qu'un squelette, cela consiste à pouvoir être démonté puis remonté ailleurs ce qui ainsi modifie la forme de la cellule.
Le cytosquelette joue aussi un rôle dans la mobilité de la cellule entière, mais également dans la mobilité d'organites à l'intérieur de celle-ci. Le cytosquelette sert donc à la mobilité cellulaire qui est dû à l'interaction du cytosquelette et des protéines motrices dont la dynéine, la myosine et la kinésine.
- Annexe Cytosquelette 2
Il y a de nombreux exemples qui démontrent la mobilité cellulaire. La collaboration entre les éléments du cytosquelette et les protéines motrices avec les molécules de la membrane plasmique permet à certaines cellules de se déplacer sur des fibres à l'extérieur de la cellule. Dans d'autres cas, les protéines motrices se servent des microtubules des cils et des flagelles pour faire glisser les constituants du cytosquelette les uns contre les autres et ainsi elles provoquent le mouvements de ces organites.
Quels sont les rôles de ses constituants?
Le rôle des microfilaments
Les microfilaments sont de longues fibres d'un diamètre de 7 nanomètres composés de deux chaînes protéiques entrelacées comme deux cordons de perles. Chaque perle alors est constituée d'une protéine globulaire qui se nomme l'actine. C’est spontanément que les molécules d’actine s’associent en microfilaments, même in vitro. La vitesse de polymérisation des molécules d’actine est régulée par d’autres protéines qui fonctionnent comme des commutateurs, qui enclenchent le processus de polymérisation au bon moment. Ce sont les microfilaments qui sont responsables de mouvements cellulaires tels que la contraction, la reptation, l'étranglement lors de la division des cellules ou la formation de pseudopodes.On trouve des microfilaments un peu partout dans la cellule mais en particulier sous la membrane plasmique, c'est à cet endroit qu'ils sont regroupés en faisceaux dénommés fibres de tension, qui peuvent avoir une fonction contractile.
Le rôle des filaments intermédiaires
Les composants les plus stables du cytosquelette des cellules animales sont constitués de protéines fibreuses résistantes, entrelacées selon un système d’imbrication particulier. Ces structures ont un diamètre de 8 à 10 nanomètres, situé entre celui des microfilaments et celui des microtubules, d’où leur appellation de filaments intermédiaires. Une fois qu'ils sont constitués les filaments intermédiaires sont stables et ne se dissocient pas. Ils un groupe hétérogène de fibres du cytosquelette. Le type le plus commun, composé de sous-unités protéiques appelées vimentine, procure la stabilité structurale à de nombreuses cellules. La kératine, une autre classe de filaments intermédiaires, se trouve dans les cellules épithéliales (cellules bordant les organes et les cavités de l’organisme) ainsi que dans des structures qui y sont associées, tels les cheveux et les ongles. Les filaments intermédiaires des cellules nerveuses sont appelés neurofilaments. les filaments intermédiaires sont composés de tétramères imbriqués et décalés de protéines. Cette disposition confère une force mécanique énorme à la cellule.
Le rôle des microtubules
Les microtubules sont des tubes creux d’un diamètre d’environ 25 nanomètres. Ils sont formés de 13 protofilaments protéiques qui sont disposés en couronne. Chaque protofilament est formé par la polymérisation de dimères de protéines globulaires constitués d’α et de β tubuline. Les protofilaments sont disposés côte à côte autour d’un coeur central creux, procurant ainsi au microtubule sa forme tubulaire. Il s’agit d’éléments relativement rigides du cytosquelette, impliqués dans l’organisation du métabolisme, le transport intracellulaire et la stabilisation de la structure cellulaire. Les microtubules naissent au niveau de centres de nucléation situés dans la région centrale de la cellule. C'est de là qu'ils irradient vers la périphérie. Ils sont en constant état dynamique de polymérisation et dépolymérisation. La demi-vie moyenne d’un microtubule varie entre 20 secondes et 10 minutes dans une cellule animale, cela dépend qu'elle soit en division ou non. Les extrémités de microtubules qui sont proches du centre de nucléation sont désignés avec « – » et celles qui en sont éloignées avec « + ». Le rôle des microtubules n'est pas seulement de faciliter les mouvements cellulaires, en effet, les microtubules sont également responsables du mouvement de matériaux au sein même de la cellule. Certaines protéines motrices spéciales déplacent des organites dans la cellule le long de microtubules. Les kinésines transportent les organites vers les extrémités « + » alors que les dynéines les transportent vers les extrémités « – ».
Références
Livres
- Campbell, Biologie 7ème édition, Chapitre 6
- Raven, Biologie, Chapitre 5
Site internet
- retour à Cellule_2BIDF05_2010
- retour à Accueil