Protéines motrices
Les protéines motrices utilisant le cytosquelette pour le mouvement se divisent en deux catégories en fonction de leur substrat : les microfilaments ou les microtubules. Les moteurs à actine tels que la myosine se déplacent le long des microfilaments par interaction avec l’actine, et les moteurs à microtubules tels que la dynéine et la kinésine se déplacent le long des microtubules par interaction avec la tubuline.
Il existe deux types de moteurs à microtubules de base: les moteurs à extrémité plus et les moteurs à extrémité moins, selon la direction dans laquelle ils « marchent » le long des câbles à microtubules à l’intérieur de la cellule.
Actine Moteursedit
MyosinEdit
Les myosines sont une super-famille de protéines motrices d’actine qui convertissent l’énergie chimique sous forme d’ATP en énergie mécanique, générant ainsi force et mouvement. La première myosine identifiée, la myosine II, est responsable de la contraction musculaire. La myosine II est une protéine allongée formée de deux chaînes lourdes à têtes motrices et de deux chaînes légères. Chaque tête de myosine contient un site de liaison à l’actine et à l’ATP. Les têtes de myosine se lient et hydrolysent l’ATP, ce qui fournit l’énergie nécessaire pour marcher vers l’extrémité plus d’un filament d’actine. La myosine II est également vitale dans le processus de division cellulaire. Par exemple, les filaments épais bipolaires non musculaires de la myosine II fournissent la force de contraction nécessaire pour diviser la cellule en deux cellules filles pendant la cytokinèse. En plus de la myosine II, de nombreux autres types de myosine sont responsables de la variété des mouvements des cellules non musculaires. Par exemple, la myosine est impliquée dans l’organisation intracellulaire et la protrusion de structures riches en actine à la surface cellulaire. La myosine V est impliquée dans le transport des vésicules et des organites. La myosine XI est impliquée dans le flux cytoplasmique, dans lequel le mouvement le long des réseaux de microfilaments dans la cellule permet aux organites et au cytoplasme de s’écouler dans une direction particulière. Dix-huit classes différentes de myosines sont connues.
Représentation génomique des moteurs de la myosine:
- Champignons (levures): 5
- Plantes (Arabidopsis): 17
- Insectes (Drosophiles): 13
- Mammifères (humains): 40
- Chromadorea (nématode C. elegans): 15
Les microtubules moteursedit
KinésinEdit
Les kinésines sont un groupe de protéines motrices apparentées qui utilisent une piste de microtubules dans le mouvement antérograde. Ils sont essentiels à la formation du fuseau dans la séparation des chromosomes mitotiques et méiotiques pendant la division cellulaire et sont également responsables de la navette des mitochondries, des corps de Golgi et des vésicules dans les cellules eucaryotes. Les kinésines ont deux chaînes lourdes et deux chaînes légères par moteur actif. Les deux domaines moteurs de la tête globulaire dans les chaînes lourdes peuvent convertir l’énergie chimique de l’hydrolyse de l’ATP en travail mécanique pour se déplacer le long des microtubules. La direction dans laquelle la cargaison est transportée peut être vers l’extrémité plus ou l’extrémité moins, selon le type de kinésine. En général, les kinésines à domaines moteurs N-terminaux déplacent leur cargaison vers les extrémités positives des microtubules situés à la périphérie de la cellule, tandis que les kinésines à domaines moteurs C-terminaux déplacent leur cargaison vers les extrémités négatives des microtubules situés au noyau. Quatorze familles de kinésines distinctes sont connues, avec quelques protéines de type kinésine supplémentaires qui ne peuvent pas être classées dans ces familles.
Représentation génomique des moteurs kinésiniques:
- Champignons (levures) : 6
- Plantes (Arabidopsis thaliana) : 61
- Insectes (Drosophila melanogaster) : 25
- Mammifères (humains): 45
DyneinEdit
Les dynéines sont des moteurs à microtubules capables d’un mouvement de glissement rétrograde. Les complexes de dynéine sont beaucoup plus grands et plus complexes que les moteurs kinésine et myosine. Les dynéines sont composées de deux ou trois chaînes lourdes et d’un nombre important et variable de chaînes légères associées. Les dynéines conduisent le transport intracellulaire vers l’extrémité négative des microtubules qui se trouve dans le centre d’organisation des microtubules près du noyau. La famille dynein a deux branches principales. Les dynéines axonémiques facilitent le battement des cils et des flagelles par des mouvements de glissement rapides et efficaces des microtubules. Une autre branche est les dynéines cytoplasmiques qui facilitent le transport des cargaisons intracellulaires. Par rapport à 15 types de dynéine axonémale, seules deux formes cytoplasmiques sont connues.
Représentation génomique des moteurs à dynéine:
- Champignons (levures) : 1
- Plantes (Arabidopsis thaliana) : 0
- Insectes (Drosophila melanogaster) : 13
- Mammifères (humains): 14-15
Moteurs spécifiques à la plantemodifier
Contrairement aux animaux, aux champignons et aux plantes non vasculaires, les cellules des plantes à fleurs ne possèdent pas de moteurs à dynéine. Cependant, ils contiennent un plus grand nombre de kinésines différentes. Beaucoup de ces groupes de kinésines spécifiques à la plante sont spécialisés pour les fonctions pendant la mitose des cellules végétales. Les cellules végétales diffèrent des cellules animales en ce qu’elles ont une paroi cellulaire. Pendant la mitose, la nouvelle paroi cellulaire est construite par la formation d’une plaque cellulaire commençant au centre de la cellule. Ce processus est facilité par un phragmoplaste, un réseau de microtubules unique à la mitose des cellules végétales. La construction de la plaque cellulaire et finalement de la nouvelle paroi cellulaire nécessite des protéines motrices de type kinésine.
Une autre protéine motrice essentielle à la division des cellules végétales est la protéine de liaison à la calmoduline de type kinésine (KCBP), qui est unique aux plantes et contient une partie de kinésine et une partie de myosine.