Actine

L’actine est une famille de protéines très conservées qui s’assemblent en filaments polarisés du cytosquelette. Les monomères, appelés actine G, forment l’actine F lorsqu’ils polymérisent. La cellule organise ces filaments en réseaux ou en faisceaux pour soutenir sa forme, exercer des forces et modifier ses contacts avec son environnement. L’actine intervient aussi dans la contraction musculaire.

Assemblage et renouvellement

Un filament commence par la formation d’un noyau d’assemblage, puis s’allonge par ajout de monomères. Ses deux extrémités sont différentes et n’échangent pas les sous-unités à la même vitesse. L’actine lie un nucléotide, dont l’état change après incorporation dans le filament ; ce cycle contribue au renouvellement du réseau sans imposer à lui seul sa forme dans la cellule.

Des protéines régulatrices contrôlent la nucléation, la disponibilité des monomères, la ramification, le sectionnement et la connexion entre filaments. Certaines limitent l’allongement d’une extrémité, d’autres stabilisent ou démontent des structures. Selon ces interactions, la cellule produit un réseau ramifié sous une membrane, un faisceau contractile ou une organisation spécialisée dans un muscle.

Le cytosquelette ne se réduit pas à l’actine. Les microtubules et les filaments intermédiaires possèdent d’autres propriétés et participent avec elle à l’organisation mécanique et aux transports cellulaires.

Fonctions cellulaires et musculaires

Sous la membrane, la réorganisation de l’actine accompagne les protrusions, la migration, l’endocytose et les changements de forme. Son couplage aux contacts d’adhésion transmet les contraintes entre cellules ou vers la matrice extracellulaire. Pendant une division, l’actine et des myosines participent au resserrement de la cellule qui sépare les deux cellules filles.

Dans les muscles, les filaments d’actine interagissent avec la myosine. Leur glissement relatif produit une force ; le raccourcissement du muscle ne repose donc pas sur un raccourcissement équivalent de chaque filament. Dans d’autres cellules, les myosines interviennent aussi dans des déplacements locaux et la tension du cortex cellulaire.

Interpréter une observation

Les mêmes principes d’organisation interviennent dans les cellules musculaires, épithéliales ou immunitaires des poissons. La localisation des filaments, les isoformes présentes et les protéines régulatrices déterminent toutefois la fonction observée. Une mesure de la quantité totale d’actine ne décrit pas à elle seule la force, le mouvement ou l’état de différenciation d’une cellule. Une image fixe montre une organisation à un instant donné ; elle ne démontre pas directement la vitesse de renouvellement du réseau.