Chapitre 2 — Le cytosquelette · Topic 3 : Les microtubules · Leçon 3.3
Les microtubules sont des rails : encore faut-il des locomotives pour y faire circuler les cargaisons. Ce sont les moteurs moléculaires, kinésines et dynéines, qui marchent le long des microtubules en consommant de l’ATP. Et au point de départ de ces rails : le centrosome.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- décrire les moteurs moléculaires ;
- donner le sens de déplacement des kinésines et dynéines ;
- citer les cargaisons transportées ;
- décrire la structure du centrosome ;
- expliquer l’initiation des microtubules.
🧭 Plan de la leçon
- Kinésines et dynéines : les moteurs
- Les cargaisons transportées
- Le centrosome, centre organisateur
1. Kinésines et dynéines : les moteurs
Les kinésines et les dynéines sont des moteurs moléculaires qui déplacent des particules en consommant de l’ATP. Elles ont une organisation comparable : 2 domaines globulaires en contact avec le microtubule, et une région opposée déployée en éventail qui fixe la cargaison.
Kinésines : tétramères (2 chaînes lourdes + 2 chaînes légères). Elles se déplacent par changement de conformation des domaines globulaires qui passent successivement l’un devant l’autre (comme si la molécule « marchait »), de l’extrémité (−) vers l’extrémité (+), c’est-à-dire du centre vers la périphérie (la membrane plasmique).
Dynéines : déplacement inverse, de l’extrémité (+) vers l’extrémité (−), c’est-à-dire de la périphérie vers le centre.
Chaque « pas » consomme 1 ATP. La cargaison est prise en charge souvent via une protéine adaptatrice : selon l’adaptateur, les cargaisons diffèrent.
Pour ne pas confondre : Kinésine → pense au potassium K⁺ → elle va vers le + (vers la périphérie). La dynéine fait l’inverse : elle ramène les cargaisons vers le centre (extrémité −).
2. Les cargaisons transportées
Sur ces rails de microtubules circulent :
- tous les organites intracellulaires : mitochondries, vésicules, lysosomes ;
- les ARNm, qui ne sont pas répartis au hasard : ils gagnent leur lieu d’utilisation (ex. le patterning antéro-postérieur chez la drosophile) ;
- certains virus (VIH, herpès), qui voyagent de la membrane vers leur lieu de réplication.
3. Le centrosome, centre organisateur
Les microtubules naissent en général d’une zone appelée centre organisateur des microtubules : le centrosome.
Constitution :
- une paire de centrioles orientés perpendiculairement ;
- chaque centriole est composé de 9 triplets de microtubules ;
- les centrioles sont entourés d’une matrice protéique contenant de la tubuline γ.
Initiation : la polymérisation démarre sur un anneau de tubuline γ, sur lequel se polymérisent les dimères α/β. L’extrémité orientée vers le centrosome est (−) ; l’extrémité périphérique (β-tubuline) est (+).
Astuce : la tubuline γ est un marqueur du centrosome, tandis que les tubulines α et β sont les marqueurs des microtubules eux-mêmes. Et tous les microtubules ne partent pas du centrosome : dans la cellule épithéliale polarisée (extrémité − au pôle apical, + au pôle basal), dans l’axone, ou au niveau du corpuscule basal des cils et flagelles (leçon 3.4).
🧠 À retenir absolument
- Moteurs : consomment l’ATP ; 2 domaines globulaires (microtubule) + éventail (cargaison) ; 1 ATP par pas ; protéine adaptatrice.
- Kinésines : tétramères (2 lourdes + 2 légères) ; (−) → (+) = centre → périphérie (astuce K⁺). Dynéines : (+) → (−) = périphérie → centre.
- Cargaisons : organites (mitochondries, vésicules, lysosomes), ARNm (positionnés), virus (VIH, herpès).
- Centrosome : paire de centrioles perpendiculaires, chacun 9 triplets ; matrice à tubuline γ ; anneau de γ = amorce (− vers centrosome, + en périphérie).
- Tubuline γ = marqueur du centrosome ; α/β = marqueurs des microtubules. Tous ne partent pas du centrosome (épithélium, axone, corpuscule basal).
❓ Questions fréquentes
Dans quel sens se déplacent les kinésines et les dynéines ?
Les kinésines vont de l’extrémité (−) vers l’extrémité (+), soit du centre vers la périphérie (astuce : K pour kinésine, + pour sa direction). Les dynéines font l’inverse : de l’extrémité (+) vers l’extrémité (−), soit de la périphérie vers le centre. Chaque pas consomme 1 ATP.
Que transportent les moteurs sur les microtubules ?
Tous les organites (mitochondries, vésicules, lysosomes), les ARNm (positionnés à leur lieu d’utilisation, et non au hasard) et certains virus (VIH, herpès), qui voyagent de la membrane vers leur lieu de réplication.
Comment est constitué le centrosome ?
D’une paire de centrioles orientés perpendiculairement, chaque centriole étant composé de 9 triplets de microtubules, entourés d’une matrice protéique contenant de la tubuline γ. C’est le centre organisateur des microtubules.
Comment débute la polymérisation d’un microtubule au centrosome ?
Elle s’initie sur un anneau de tubuline γ de la matrice péricentriolaire, sur lequel se polymérisent les dimères α/β. L’extrémité orientée vers le centrosome est l’extrémité (−), et l’extrémité périphérique (β-tubuline) est l’extrémité (+).
🚀 Pour aller plus loin
Les microtubules forment aussi l’axe des cils et des flagelles.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.