Le Cytosquelette et Inclusions Cellulaires : Structure, Fonction et Organisation

Le Cytosquelette

Le cytosquelette est l'ensemble des filaments protéiques situés dans le cytosol. Il contribue à la morphologie de la cellule, à son organisation interne, à celle des organites, et aux mouvements cellulaires.

Microfilaments d'actine

Les microfilaments d'actine sont essentiels dans les cellules eucaryotes et les mouvements cellulaires. Ce sont des structures avec une polarité différente aux extrémités et peuvent être facilement polymérisées et dépolymérisées.

• Actine G : une protéine globulaire associée à la profiline, qui empêche sa polymérisation.
• Actine F : un polymère formé de deux brins d'actine G enroulés en double hélice droite.

D'autres protéines sont associées à l'actine, modifiant ses propriétés :

• Protéines de structure : impliquées dans la liaison des filaments d'actine avec la membrane plasmatique (vinculine).
• Protéines régulatrices (myosine) : agissent dans la contraction musculaire.

Filaments intermédiaires

Formés par des protéines fibreuses présentes dans toutes les cellules eucaryotes, spécifiques pour chaque type cellulaire. Ils forment des réseaux entourant le noyau et s'étendent vers l'extérieur.

Trois classes :

1. Filaments de kératine : aussi appelés tonofilaments, ils ont une grande résistance mécanique.
2. Neurofilaments : présents dans l'axone et les dendrites des neurones.
3. Filaments de vimentine et desmine : abondants dans les cellules musculaires, en particulier les muscles lisses.

Ils sont la forme la plus résistante du cytosquelette. Ils ont trois caractéristiques structurelles principales : éviter la rupture des membranes des cellules soumises à des contraintes mécaniques et contribuer à la forme de la cellule.

Microtubules

Formations cylindriques uniformes dans le cytoplasme ou dans le cadre des cils et des flagelles. Ils ont une longueur variable, et si sectionnés transversalement, montrent 13 sous-unités (protofilaments composés de tubuline), laissant un vide central.

• Formation du fuseau mitotique : responsable de l'organisation des chromosomes pendant la mitose.
• Transport cellulaire : déplacement des vésicules et des organites tels que les mitochondries dans le cytosol.
• Mouvement de la cellule : formation de pseudopodes et charpente des cils et flagelles.

Inclusions

Dans le cytoplasme, il existe des transporteurs hydrophobes appelés inclusions, présents dans toutes les cellules eucaryotes, végétales et animales. Les inclusions communes sont l'amidon et le glycogène.

Inclusions cristallines

Observées sous forme de cristaux, ce sont des dépôts de protéines.

1. Cellules végétales : cristaux de sels, formant des druses, cristaux et raphides.
2. Cellules animales : les cellules des tubules séminifères des mammifères ont des inclusions appelées cristaux de Charcot-Böttcher.

Inclusions hydrophobes

Produits synthétisés par la cellule.

1. Cellules végétales : se trouvent dans de grandes vacuoles ou dans le cytoplasme. Exemples : grains d'amidon, grosses gouttes d'huiles essentielles, latex.
2. Cellules animales :
   • Glycogène : très abondant dans les cellules hépatiques et musculaires. Les animaux utilisent le glycogène accumulé dans le foie comme principale source énergétique. Il est aussi consommé lors de la contraction musculaire.
   • Lipides : les triglycérides s'accumulent dans les cellules adipeuses et d'autres cellules sous forme de gouttelettes.
   • Pigments : la mélanine noire a une fonction protectrice. La lipofuscine jaune est présente dans les cellules nerveuses vieillissantes. L'hémosidérine cardiaque est formée comme un produit de dégradation de l'hémoglobine dans les cellules du foie, de la rate et de la moelle osseuse.

Paroi cellulaire

Enveloppe extérieure agissant comme un exosquelette, épaisse et rigide, présente dans les cellules végétales, les algues et les champignons. Cette membrane cellulaire est composée en majorité de polysaccharides : la chitine chez les champignons, et la cellulose chez les plantes supérieures et les algues.

• Lamelle moyenne : située entre les parois primaires des cellules voisines, sauf au niveau des plasmodesmes.
• Paroi primaire : propre aux cellules en croissance, mince et souple, permettant à la cellule de croître. Composée de cellulose et de pectine.
• Paroi secondaire : se développe lorsque la cellule a terminé sa croissance. Cette couche est plus épaisse et plus rigide que la paroi primaire, contenant très peu de pectine et pouvant contenir de la lignine et de la subérine. Elle forme un exosquelette qui protège la cellule, lui donne forme et résistance, et permet aux plantes de se tenir érigées, empêchant la rupture des cellules.