Filament intermédiaire

Définition

Un filament intermédiaire est une fibre protéique cytoplasmique d'un diamètre de 8 à 10 nm. Il est qualifié de "intermédiaire" en raison de son diamètre compris entre celui des microtubules et celui des filaments d'actine. Les filaments intermédiaires sont stables, résistants et constituent le cytosquelette des cellules.

La formation et la structure de filaments intermédiaires :

Les filaments intermédiaires constituent l'un des principaux éléments du cytosquelette cellulaire, aux côtés des microtubules et des microfilaments. Ils sont formés de plusieurs brins de protéines fibreuses enroulés entre eux, chaque brin étant constitué d'une chaîne d'acides aminés. Ils doivent leur nom à leur diamètre d'environ 10 nm : ils sont plus épais que les filaments d'actine (environ 7 nm) mais plus fins que les microtubules (environ 25 nm) ou les filaments de myosine musculaire.

Explications

Les filaments intermédiaires sont des composants du cytosquelette, formés par des amas de protéines fibreuses. Son nom dérive de son diamètre, 10 nm, plus petit que celui des microtubules, 25 nm, mais plus grand que celui des microfilaments, 7 nm. Ils sont uniques dans les cellules animales.

Ils sont extrêmement insolubles, de composition protéique complètement différente de celle retrouvée dans les microfilaments et les microtubules, et forment un réseau structurel qui relie les brins cellulaires, les organites cytoplasmiques et le noyau. Ils sont omniprésents dans les cellules animales, et ils n'existent pas dans les plantes et les champignons.

Les filaments intermédiaires sont des polymères, les monomères étant des polypeptides fibreux allongés dont il existe plusieurs types, mais qui ont tous en commun une région centrale d'environ 310 acides aminés qui forme une hélice a. Cette région se prolonge par une tête N-terminale et une queue C-terminale, qui varient d'un type à l'autre. Les monomères s'assemblent en dimères, puis en tétramères. Ces derniers s'assemblent par 8 en une super-hélice.

L'unité fonctionnelle, en raison de sa grande stabilité dans le cytosol, est le tétramère.

Deux filaments intermédiaires de desmosomes :

Les deux desmosomes montrent des filaments intermédiaires visibles (indiqués par les flèches) au microscope.

Types de protéines

On distingue 4 types de peptides formant les filaments intermédiaires :

• les cytokératines I et II (cellules épithéliales, kératines)
• les protéines des neurofilaments (NF-L, NF-M, NF-H)
• la vimentine (nombreuses cellules d'origine mésodermique) et protéines apparentées (desmine des muscles, protéine fibrillaire acide gliale des cellules gliales, périphérine des neurones)
• les lamines A, B et C, des protéines laminaires (lamina nucléaire, enveloppe nucléaire)
• des desmines, des cellules des muscles et fibroblastes

Fonction

La fonction principale du filament intermédiaire est de donner de la rigidité à la cellule. La fonction dépend de la composition et de l'emplacement des filaments. Les laminés nucléaires en plus de donner de la rigidité au noyau participent à la régulation de la transcription. D'autres membres, les kératines, participent à certaines jonctions cellulaires (desmosomes et hémidesmosomes).

Les filaments intermédiaires permettent :

• la fixation au noyau
• ils fournissent une connexion adaptable
• ils fournissent un soutien et un cadre structurel
• ils ne donnent pas de mouvement

Leur fonction n'est pas clairement observée in vitro puisque les filaments intermédiaires donnent naissance à des tissus et à des organes. [la citation nécessaire ] Ils sont essentiels pour l'ancrage des cellules à d'autres cellules ou à la matrice extracellulaire. Les protéines in vitro ne sont pas nécessaires à leur fonction mais in vivo. Certaines fonctions des protéines associées in vivo aux filaments intermédiaires sont :

• Joindre les filaments intermédiaires avec d'autres structures cellulaires telles que la membrane plasmique
• Faire des réseaux entre les filaments intermédiaires
• Former des rigidités

Les irrégularités dans l'expression génétique des protéines de filaments intermédiaires provoquent une fragilité et des dystrophies cellulaires (comme dans le cas de certaines cardiomyopathies).

Il existe des protéines associées à des filaments intermédiaires qui se réticulent avec les microtubules et l'actine.

Stabilité

Les filaments intermédiaires, contrairement à l'actine F ou aux microtubules, sont très stables. Pour sa dynamique, la phosphorylation et la déphosphorylation de ses composants sont nécessaires au moyen de kinases et de phosphatases, respectivement.

En rapport avec "filament intermédiaire"

• desmosome

  

  Un desmosome est une structure protéique intercellulaire qui maintient deux cellules voisines assemblées en offrant des points d'ancrage aux filaments...

• caténine

  

  Les caténines sont des protéines de cellules animales impliquées dans les processus d'adhésion cellulaire médiés par la cadhérine.

• desmoplakine

  

  La desmoplakine est la protéine la plus abondante du desmosome. Elle assure la liaison de la structure desmosomale aux filaments intermédiaires...

• plakoglobine

  

  La plakoglobine (gamma-caténine) est une protéine paralogue de la β-caténine qui joue un rôle vital dans la régulation de l'adhésion cellule-cellule.

Résumé simple

Les filaments intermédiaires constituent l'un des trois principaux composants du cytosquelette des cellules eucaryotes. Ce sont des protéines fibreuses qui assurent un soutien structurel et une résistance mécanique, contribuant ainsi au maintien de la forme et de l'intégrité de la cellule. Plus stables et plus résistants que les microfilaments et les microtubules, ils sont capables de supporter des contraintes mécaniques. Ils interviennent dans divers processus cellulaires, tels que le maintien de la position des organites et la participation aux voies de signalisation cellulaire. On trouve différents types de filaments intermédiaires selon les types cellulaires, ce qui reflète leurs fonctions spécifiques et leurs besoins structurels.