Chapitre 2 — Le cytosquelette · Topic 4 : Les microfilaments d’actine · Leçon 4.1
Voici la dernière famille du cytosquelette : les microfilaments d’actine, les plus fins (8 nm), maîtres de la forme et du mouvement de la cellule. Comme les microtubules, ils sont polarisés et dynamiques — mais ils utilisent l’ATP, pas le GTP.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- localiser les microfilaments d’actine ;
- énoncer leurs fonctions ;
- décrire le monomère d’actine ;
- expliquer la polymérisation (rôle de l’ATP) ;
- expliquer la dépolymérisation et le recyclage.
🧭 Plan de la leçon
- Localisation, fonctions et monomère d’actine
- La polymérisation
- La dépolymérisation et le recyclage
1. Localisation, fonctions et monomère d’actine
Localisation : dans la région sous-membranaire (le cortex), dans les microvillosités et dans les lamellipodes. Fonctions : ils assurent la forme de la cellule et jouent un rôle majeur dans la mobilité (ils servent aussi de guide à des protéines motrices pour le transport intracellulaire).
Les molécules d’actine sont des protéines globulaires. Le monomère d’actine :
- possède un site de liaison à l’ATP ou l’ADP ;
- a une activité enzymatique ATPase qui hydrolyse l’ATP en ADP ;
- fixe un cation divalent : calcium ou magnésium ;
- comporte un pôle (+) et un pôle (−).
2. La polymérisation
- la polymérisation se fait aux deux extrémités, mais elle est plus rapide à l’extrémité (+) qu’à l’extrémité (−) ;
- le microfilament correspond à l’enroulement hélicoïdal de deux polymères d’actine → un microfilament flexible ;
- seuls les monomères d’actine portant un ATP sont capables de se polymériser (l’assemblage nécessite de l’énergie) ;
- une fois la polymérisation effectuée, il y a hydrolyse de l’ATP en ADP.
Le parallèle avec les microtubules est frappant : même logique de polarité et de dynamique, mais l’actine fonctionne au nucléotide A → ATP (et hydrolyse en ADP), là où les microtubules fonctionnent au GTP. C’est le moyen mnémotechnique à retenir : « Actine → ATP ».
3. La dépolymérisation et le recyclage
La dépolymérisation suit la même logique que pour les microtubules :
- la forme actine-ADP a moins d’affinité pour les autres molécules → elle a tendance à se dépolymériser ;
- des monomères d’actine-ADP sont libérés dans le cytosol ;
- dans le cytosol, un échange ADP/ATP peut avoir lieu sur le monomère ;
- l’actine-ATP redevient un monomère capable de se polymériser et d’allonger le microfilament.
Cette dynamique permanente — polymériser à un bout, dépolymériser à l’autre, recycler les monomères — permet à l’actine de « marcher » dans la cellule (phénomène de treadmilling) et de pousser la membrane au front de migration (lamellipodes, leçon 4.4). C’est le moteur du déplacement cellulaire.
🧠 À retenir absolument
- Localisation : cortex sous-membranaire, microvillosités, lamellipodes. Fonctions : forme + mobilité + guide de transport.
- Monomère d’actine (globulaire) : site ATP/ADP, activité ATPase (ATP → ADP), cation divalent (Ca²⁺ ou Mg²⁺), pôles (+) et (−).
- Polymérisation : aux 2 extrémités, plus rapide à (+) ; enroulement hélicoïdal de 2 polymères ; seule l’actine-ATP polymérise ; puis hydrolyse ATP → ADP.
- Dépolymérisation : actine-ADP moins d’affinité → libérée → échange ADP/ATP → réactivation.
- Actine → ATP (vs microtubules → GTP).
❓ Questions fréquentes
Où trouve-t-on les microfilaments d’actine ?
Dans la région sous-membranaire (le cortex), dans les microvillosités et dans les lamellipodes. Ils assurent la forme de la cellule, participent à sa mobilité et guident certaines protéines motrices.
Quelles sont les caractéristiques du monomère d’actine ?
C’est une protéine globulaire qui possède un site de liaison à l’ATP ou l’ADP, une activité ATPase (hydrolyse l’ATP en ADP), fixe un cation divalent (calcium ou magnésium) et comporte un pôle (+) et un pôle (−).
Comment se déroule la polymérisation de l’actine ?
Elle se fait aux deux extrémités, plus rapidement à l’extrémité (+). Le microfilament résulte de l’enroulement hélicoïdal de deux polymères d’actine. Seuls les monomères portant un ATP peuvent se polymériser, et après assemblage, l’ATP est hydrolysé en ADP.
Pourquoi l’actine se dépolymérise-t-elle ?
Parce que la forme actine-ADP a moins d’affinité pour les autres molécules : elle se dépolymérise et libère des monomères dans le cytosol. Là, un échange de l’ADP contre de l’ATP réactive le monomère, qui peut de nouveau polymériser.
🚀 Pour aller plus loin
Cette dynamique est finement contrôlée par des protéines et… des poisons.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.