Filaments intermédiaires PDF

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Summary

L3 : biologie cellulaire, cytosquelette : filaments intermédiaires ...

Description

Biologie cellulaire :

Filaments intermédiaires Introduction : La taille est entre les MT et les MF → 10-14 nm. Les MF → dynamique et résistant, MT → dynamique mais peu résistant, filaments intermédiaire → pas dynamique (une fois synthétisé ne va plus bouger), mais très résistant. Les FI portent des noms différentes en fonction de la cellule : Kératine Cellules épithéliales Desmine

Cellules musculaires

Vimentine

Cellulaires embryonnaires et cellules en culture

Lamines

Noyau, lien avec la chromatine

Protéines des neurofilaments Cellules nerveuses

I.

Filaments intermediaires.

1.

Polymérisation.

La polymérisation et spontanée = pas besoin des protéines chaperonnes, pas besoin d'energie. Les filaments ne sont pas polarisés.

2.

Organisation.

→ Version générale : Un domaine central et deux domaines aux extrémités (N-Term et C-Term) globulaires. Cela forme un monomere. Les protéines sont différentes selon le type cellulaire. Les monomères s'associent en 1 dimere → les regions globulaires N-Term sont ensemble, les domaines C-Term sont ensemble. Puis les dimeres s'associent en tetrameres, mais de façon différente : association des regions globulaires différentes (N-Term + C-Term), et un leger decalage. Puis associeation en octameres etc. On a formation d'un filament intermediaire.

→ Lamines : Formation de polymères tête à queue, présence de deux têtes globulaires correspondant à la partie C-Term. D'abord l'association longitudinale, puis laterale.

→ Kératine / neurofilaments : Les monomères sont différents → tétramères hétérodimeriques.

3.

Domaines des protéines.

Entre les différents types de FI on retrouve des domaines homologues et des domaines variables. Pour tous les filaments intermédiaires on trouve des régions d'homologie en N-Term et en C-Term qui peuvent être phosphorylés. Les régions variables sont centraux. On distingue 5 types de FI différents : – Type I : keratines acides – Type II : keratines basiques – Type III : vimentine, desmine, GFAP – Type IV : neurofilaments – Type V : lamines 4.

Importance de la phosphorylation.

Les FI sont des substrats pour les kinases et phosphatases. Les kératines, vimentine, les neurofilaments → phosphoryles par la PKC. Vimentine : cGMP dépendent protéine kinase, cdc2 kinase. Les sites cibles des kinases sont localises au niveau des extrémités N et C-Term. In vitro les kératines et vimentines phosphorylés ne polymérisent pas.

II.

Kératine.

Mammiferes : alpha-kératine, il existe une 20aine de kératines différentes. Reptiles et oiseux : beta-kératine. Les kératines constituent des phanères (poils, plumes, cornes, ongles, becs etc). Association de deux kératines → acide et basique, pour former un hétérodimère. Les couples acide-basique ne sont pas les mêmes entre les cellules différenciées et non-différenciées de derme et de l'épiderme. Lien entre les cellules : desmosomes. Lien entre les cellules et la lame basale : hemidesmosomes.

III. La desmine. Protéine formant les FI dans les muscles. On distingue les muscles lisses et les muscles stries. Les cellules musculaires lisses peuvent se contracter, pas d'organisation sarcomerique. L'actine forme des faisceaux orientés, les patchs noirs = endroit d'interaction avec la desmine. Ce sont des corps denses. Muscle strie : la desmine au niveau de strie Z dans les sarcomeres. Elle permet de maintenir la structure des sarcomeres.

IV. La vimentine. Dans les stades précoces de dvt, dans les cellules en culture, cellules mesenchymateuses. Cette protéine s'exprime et est progressivement remplacée par son équivalent, ex : desmine dans les cellules musculaires.

V.

Les lamines.

On distingue les lamines A, B1, B2, C1, C2. Les trois lamines forment des dimères et la polymérisation de ces dimères génère les filaments intermédiaires qui forment la lamine nucléaire sur la surface interne du noyau. Domaines des lamines : –NLS : nuclear location signal, ce domaine est essentiel pour le transport intranucleaire des lamines – Le domaine carboxyterminal CaaX : essentiel pour l'isoprenylation post-traductionnelle permettant l'insertion dans la membrane de la lamine B. – Sites de phosphorylation : serines très conservees, situees Rôle des lamines dans la division cellulaire : La phosphorylation des lamines empêche la polymérisation correcte → l'enveloppe nucléaire n'est plus organisée correctement → rupture et libération des chromosomes. Pour reconstituer le noyau : dephosphorylation des lamines.

VI. Les neurofilaments. Permettent la différenciation entre les cellules souches et les neurones matures. Souris KO pour le neurofilament-L : diminution de calibre des axones a un effet sur la vitesse de transmission du signal electrique.

VII. Rôles des FI. – – – –

Support mécanique Cyto-architecture Migration cellulaire et mouvement Modulation de signaux intracellulaires

Tous les filaments dans les cellules interagissent entre eux : schéma du cours....