Dynéine
Définition
La dynéine désigne une protéine constituant les bras latéraux des doublets de microtubules des flagelles eucaryotiques. La dynéine est, avec la kinésine, la protéine motrice la plus importante associée aux microtubules. Les protéines, énormes avec 9 à 10 grosses têtes, sont globulaires, et servent de générateurs de force.
Il en existe 2 types : ciliaire (dynéine ciliaire ou dynéine axonémale) et cytoplasmique (dynéine cytoplasmique).
Le complexe dynéine :
La dynéine est une protéine de moteur qui se déplace à travers les microtubules en convertissant l'ATP en énergie cinétique. Dynein est un membre de la superfamille de l'ATPase AAA. Les protéines de cette superfamille ont toutes un anneau hexamérique de domaines AAA.
Explications
La dynéine se déplace vers la "fin moins" (moins l'extrémité) du microtubule (mouvement rétrograde). La dynéine est la clé du transport rétrograde des substances dans la cellule. Ce fait est d'une grande importance dans l'axone neuronal et dans le mouvement des cils et des flagelles dans les axonèmes. Elle est génératrice de force pour le mouvement du chromosome pendant la mitose.
Fonctionnement
La dynéine fait référence à un groupe de protéines motrices dans les cellules eucaryotes. En coopération avec d'autres protéines motrices telles que la myosine, elles sont essentielles dans le transport intracellulaire de charges biologiques telles. Comme les bio-macromolécules, les vésicules et les organites cellulaires impliqués. La dynéine, avec la kinésine, se trouve sur des filaments de microtubules (une partie du cytosquelette) en tant que transporteur d'organites cellulaires et de vésicules. De plus, les flagelles et les cils mobiles ne sont que de la dynéine en tant que composant mobile et alignable.
Des mutations dans les gènes DNAL1, DNAI1, DNAH5 et DNAH11 peuvent provoquer des maladies héréditaires rares telles que le syndrome de Kartagener et la dyskinésie ciliaire primaire.
Structure moléculaire
La dynéine est une molécule de structure similaire à la kinésine : elle se compose de deux chaînes lourdes identiques qui forment deux têtes globulaires et un nombre variable de chaînes intermédiaires et de chaînes légères. Il est suggéré que l'activité de l'hydrolyse de l'ATP, la source d'énergie de la cellule, se trouve dans les têtes globulaires. Les chaînes lourdes sont collées aux chaînes intermédiaires, qui sont ensuite attachées aux chaînes légères. La chaîne lourde est la sous-unité la plus importante, puisque l'ATP y est convertie en mouvement.
La dynéine transporte des vésicules et des organelles, de sorte qu'elle doit interagir avec ses membranes et, pour interagir avec elles, nécessite un complexe protéique, dont les éléments comprennent la dinactine.
La chaîne intermédiaire est attachée à la chaîne lourde via le domaine de queue. Ce domaine assure le lien avec la chaîne légère. La liaison d'une chaîne intermédiaire n'est pas nécessaire pour l'action de la dynéine, bien qu'il soit nécessaire de transporter des organites.
La chaîne légère est liée à une extrémité à la chaîne intermédiaire, et d'autre part à une vésicule ou à une organelle, par exemple. Cette sous - unité n'est également pas requise pour l'action de la dynéine.
Types
En plus des dynéines cytoplasmiques, les dynéines axonémales (ou dynéines ciliaires) sont cruciales pour maintenir la structure et la fonctionnalité des flagelles. Structurellement, les dynéines ciliaires sont plus complexes que les cytoplasmiques.
Fonction structurelle
Le complexe de dynéine se compose de deux chaînes de protéines lourdes et d'autres composants. La protéine dynéine elle-même se compose d'une région de tête qui peut se lier aux microtubules et une partie de la queue qui peut interagir avec d'autres protéines. L'énergie pour le transport est dérivée du clivage de l'adénosine triphosphate (ATP).
Les complexes de dynéine fixent une molécule à transporter puis "coulent" le long d'un microtubule (similaire à la myosine sur l'actine). Le transport est dirigé, puisque la dynéine ne peut se déplacer que sur le microtubule dans la direction de l'extrémité dite négative. Les dynéines transportent ainsi leur cargaison de la périphérie (généralement la membrane plasmique) en direction du MTOC (centre organisateur des microtubules, généralement proche du noyau de la cellule). C'est ce qu'on appelle le transport rétrograde.
Cette propriété est exploitée par certains virus pour être transportés vers le noyau (par exemple, l'herpès simplex par l'intermédiaire de l'axone des nerfs faciaux). Le transport sur le microtubule dans l'autre direction est effectué par la kinésine.
Modèles de mouvement
Il y a deux modèles possibles sur lesquels la dynéine fournit la force de travail. Le modèle de levier suppose que la "tige" fonctionne comme un levier pour déplacer la dynéine par rapport au microtubule. La deuxième façon est le modèle du treuil : l'anneau hexamérique tourne et se rapproche du domaine de la queue. En conséquence, l'angle entre le domaine de tige et le microtubule devient plus petit, à la suite de quoi le microtubule est dessiné.
Il y a de fortes indications que le modèle de treuil est le bon modèle. Par exemple, le modèle de barre-levier peut être trop flexible pour fonctionner comme un levier.
Il existe également un modèle qui explique les étapes de la dynéine cytoplasmique. Contrairement au modèle levier qui utilise la protéine motrice myosine, la dynéine progresse selon le modèle des "étapes non coordonnées". Cela signifie que les deux chaînes lourdes peuvent faire un pas, indépendamment. Cette étape peut également être définie à la fois vers l'extrémité positive et l'extrémité négative du microtubule. Il est vrai que la dynéine cytoplasmique court vers la fin négative (fin moins).
Ciliés et flagelles
L'importance de la dynéine réside dans sa relation directe avec le mouvement des cils et des flagelles. Nous avons trouvé la partie basale de la dynéine jointe à un microtubule, et la tête jointe à un autre microtubule qui forme la paire adjacente. Dans ce cas, le mouvement de la dynéine axonémale est frustré car les paires de microtubules qui constituent l'axonème sont ancrées par une protéine appelée nexine. De cette manière, une paire de microtubules glisse de l'autre, ce qui provoque la flexion de toute la structure de l'axonème.
La régulation du mouvement coordonné des cils et des flagelles est encore un terrain inconnu.
Techniques de leur étude
Typiquement, la dynéine a été étudiée dans des fragments de cellules riches en microtubules et avec un transport vésiculaire très ordonné et fréquent : c'est-à-dire, dans les axones des neurones, plus fréquemment dans le calmar géant, mais aussi dans les pseudopodes. Les techniques les plus utilisées pour son étude ont été : des techniques purement morphologiques, telles que la microscopie électronique à balayage ou à transmission; les produits biochimiques, tels que l'électrophorèse; la biophysique, telle que le piège optique; ceux d'immunomarquage par fluorescence ou enzymes; et génétique, par délétion de domaines protéiques.
Synonymes, antonymes
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En rapport avec "dynéine"
La dynéine ciliaire est une protéine associée à des structures mobiles qui présente une activité d'adénosine triphosphatase (ATP).
La dynéine cytoplasmique est une dynéine avec un complexe protéique moteur, plus léger que la dynéine ciliaire, dont les deux têtes à activité ATPasique...