Cytosquelette : définition, caractéristiques, rôle et structure

Le cytosquelette est un réseau de filaments constitués de protéines, qui sert de matrice de soutien aux composants dans lesquels il se trouve. Ce réseau complexe joue un rôle essentiel non seulement en fournissant un cadre structurel mais aussi en facilitant la communication intercellulaire.

Le cytosquelette se trouve dans le cytoplasme de la cellule, qui est le milieu/environnement dans lequel se trouvent les organites cellulaires. C'est l'un des deux composants du cytoplasme, avec le cytosol, qui est la substance aqueuse. On le trouve à la fois dans les cellules procaryotes, qui sont celles qui n'ont pas de véritable noyau, et dans les cellules eucaryotes, qui ont un noyau délimité. Le cytosquelette est crucial pour maintenir l'intégrité cellulaire et pour permettre des processus vitaux tels que le transport intracellulaire et la division cellulaire.

• La caractéristique la plus importante du cytosquelette est sa forme tridimensionnelle, qui apporte une structure et un volume au cytoplasme, ainsi qu'aux organites de la cellule, pour qu'elle puisse remplir ses fonctions. Cette structure tridimensionnelle permet également une répartition homogène des organites dans le cytoplasme, ce qui est essentiel pour le fonctionnement optimal de la cellule.
• Il se présente comme une structure géodésique, où des forces opposées stabilisent l'ensemble. Cette structure confère au cytosquelette sa résistance et sa capacité à supporter les changements de forme de la cellule.
• Grâce aux caractéristiques particulières des protéines qui la composent, il est souple, mais ferme. Cette souplesse permet aux cellules de se déplacer et de se diviser, tout en maintenant leur intégrité structurelle.

• Il organise la cellule : le cytosquelette est la matrice sur laquelle reposent les organites, et l'une de ses fonctions principales est de maintenir chaque organite en place. On pensait autrefois que les organites flottaient seuls dans le cytosol, mais on a découvert au fil du temps que le cytoplasme était constitué non seulement de la substance liquide appelée cytosol, mais aussi d'une matrice de fibres appelée cytosquelette. Cette matrice organise également le trafic intracellulaire, facilitant ainsi le transport des substances nécessaires à la survie cellulaire.
• Soutien de la cellule : comme ce sont des protéines fibreuses, le cytosquelette contribue à la rigidité de la cellule. Ceci est particulièrement utile pour les cellules animales qui, à l'inverse des cellules végétales, sont dépourvues de paroi cellulaire. Le cytosquelette joue également un rôle dans la réponse cellulaire aux signaux externes, aidant la cellule à s'adapter à son environnement.
• Ils permettent un mouvement ordonné à l'intérieur de la cellule : bien que les organites soient fixés par le cytosquelette, ce dernier est aussi flexible afin de permettre des petits mouvements à l'intérieur de la cellule, comme le flux cytoplasmique dans les cellules végétales. Les mouvements à l'intérieur de la cellule sont appelés motilité cellulaire. Ce mouvement est essentiel pour des processus tels que la phagocytose et la division cellulaire.
• Il régule les processus biochimiques au sein de la cellule : le cytosquelette, par le biais de la motilité cellulaire, permet la circulation des composants fabriqués dans les organites, et ceux-ci peuvent être déplacés au sein de la cellule dans le cadre des processus biochimiques nécessaires à l'accomplissement de leurs fonctions. Il est également impliqué dans la signalisation cellulaire, permettant à la cellule de réagir rapidement aux stimuli externes.

Le cytosquelette est constitué de protéines qui ont chacune des caractéristiques et des fonctions différentes. Il varie selon le type de cellule et ci-dessous nous allons voir quelles sont leurs différences de structure :

Cytosquelette des cellules eucaryotes

Pour ce type de cellules, les parties du cytosquelette sont les suivantes :

• Microtubules : ils sont constitués d'une protéine appelée tubuline, dont on trouve les formes alpha et bêta. Ils sont flexibles et durs et ont la capacité d'apparaître et de disparaître en fonction des besoins de la cellule. Ils aident à déplacer les organites, organisent les fuseaux méiotiques et mitotiques lors de la division cellulaire pour la mise en place des chromosomes, et ils transportent des substances à l'intérieur de la cellule. Ils mesurent 25 nanomètres de diamètre. Leur flexibilité permet également de faciliter le transport intracellulaire rapide.
• Microfilaments : ils sont constitués d'une protéine appelée actine et, lorsqu'ils sont associés à des fibres protéiques de myosine, ils assurent la contraction musculaire. L'actine est située à la périphérie de la cellule, disposée en hélice formée par deux filaments. Leur fonction est donc de soutenir la cellule. Ils mesurent de 3 à 8 nanomètres de diamètre. En plus de leur rôle structurel, les microfilaments jouent un rôle dans la signalisation cellulaire.
• Filaments intermédiaires : ils sont constitués de différentes protéines fibreuses, qui varient en fonction du tissu dans lequel se trouvent les cellules. On ne les trouve que dans les cellules animales. Ce sont les plus solides des trois fibres mentionnées et elles servent à donner de la fermeté aux cellules et à former des réseaux. Ces filaments mesurent 12 nanomètres de diamètre. Ils jouent également un rôle clé dans la protection des cellules contre le stress mécanique.
• Cils et flagelles : certaines cellules eucaryotes ont des prolongements utilisés pour le mouvement. Ces prolongements sont dérivés des microtubules et utilisent la mobilisation de liquide à la surface d'un tissu pour se contracter et créer un mouvement. Les cils ont un diamètre typique de 250 nanomètres, tout comme les flagelles, mais ils diffèrent car les flagelles sont plus longs et moins nombreux que les cils. Ces structures sont essentielles pour la mobilité cellulaire et la navigation dans l'environnement.

Cytosquelette dans les cellules procaryotes

Dans le passé, l'existence des différentes structures du cytosquelette des procaryotes n'était pas connue et on pensait qu'elles n'existaient que dans les cellules eucaryotes. Cependant, on sait aujourd'hui qu'il existe un cytosquelette chez les procaryotes. Il a des fonctions analogues à celles des eucaryotes, mais il est constitué des protéines suivantes :

• MreB et ParM : semblables à l'actine. Ces protéines jouent un rôle crucial dans le maintien de la forme cellulaire et dans le processus de division cellulaire.
• Protéines de la famille WACA : groupe de plusieurs protéines qui remplissent des fonctions dans la biogenèse et l'assemblage des cils et des flagelles chez les organismes unicellulaires. Elles sont essentielles pour la motilité des procaryotes.
• Crescentine : équivalent des filaments intermédiaires. Elle joue un rôle dans la courbure et la forme de certaines cellules bactériennes.
• FtsZ : similaire à la tubuline. FtsZ est essentiel pour la division cellulaire en formant un anneau contractile qui contribue à la séparation des cellules filles.

Maintenant que vous savez ce qu'est le cytosquelette et quelle est sa fonction, ne manquez pas cet article sur les types de cellules.

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