Molécules d'adhésion cellulaire
La liaison des cellules entre elles dépend en grande partie de glycoprotéines transmembranaires. Ces molécules sont responsables de l'agrégation et se divisent en plusieurs classes fondamentales :
- Cadhérines. Ce sont des protéines fibrillaires intégrales de la membrane. Leur fonction principale est d'assurer l'adhésion de cellules homogènes, un processus calcium-dépendant (nécessitant des ions Ca2+). Les cadhérines sont localisées en abondance dans l'épiderme, le trophoblaste, les cellules placentaires, ainsi que dans les fibres musculaires, les cardiomyocytes et les neurones.
- Sélectines. Ce sont également des protéines intégrales du plasmalemme. Elles assurent l'adhésion des cellules endothéliales et la liaison des éléments figurés circulants du sang (plaquettes et leucocytes), ce qui est crucial pour la régulation des réactions inflammatoires et de l'hémostase.
- Intégrines. Cette classe de molécules assure principalement la liaison des structures cellulaires avec la matrice extracellulaire (divers substrats), tout en pouvant participer simultanément à l'adhésion intercellulaire directe.
- Molécules d'adhésion des cellules nerveuses (N-CAM). Elles appartiennent à la vaste superfamille des immunoglobulines. Leur rôle principal consiste à former des contacts entre les neurones et à participer directement à l'établissement des liaisons synaptiques.
Jonctions intercellulaires simples
Outre les complexes protéiques complexes, les cellules sont maintenues ensemble par des jonctions simples.
La principale caractéristique de ce contact est la présence d'une fente d'environ 20 nm de large entre les plasmalemmes. Cet espace n'est pas vide ; il est densément rempli de glycocalyx. La fonction principale de la jonction simple est de maintenir les membranes à une distance strictement définie l'une de l'autre. Cela permet de préserver un espace intercellulaire libre à travers lequel peut s'effectuer le transport de diverses substances.
On distingue les variantes morphologiques suivantes de jonctions simples :
- Jonction dentelée. Les membranes cellulaires forment de multiples invaginations semblables à des dents qui s'emboîtent les unes dans les autres.
- Jonction digitiforme (interdigitations). Elle se manifeste par des prolongements membranaires profondément enchevêtrés de cellules adjacentes, ce qui augmente considérablement leur surface de contact.
Contacts spécialisés complexes
Chez les vertébrés, les jonctions intercellulaires spécialisées se divisent en trois groupes fonctionnels clés :
- Contacts d'ancrage (adhérents). La tâche principale de ces structures est de conférer une résistance mécanique élevée aux tissus. Ce groupe comprend les jonctions adhésives (contacts intermédiaires) et les desmosomes. Le desmosome se présente comme une structure dotée de plaques protéiques prononcées, vers lesquelles convergent de l'intérieur de la cellule des filaments du cytosquelette qui fixent solidement le contact.
- Jonctions serrées (occlusives ou étanches). Elles constituent une barrière de perméabilité fiable. En règle générale, ces structures sont situées dans la partie supérieure de la limite cellulaire et « cousent » littéralement les plasmalemmes des cellules adjacentes, ne laissant aucun espace pour le flux libre de liquide.
- Jonctions gap (communicantes) ou nexus. Elles assurent un échange ionique et métabolique direct. Les unités structurales de la jonction gap sont des complexes protéiques spécialisés : les connexons. Ils forment des canaux microscopiques entre les cytoplasmes des cellules adjacentes, généralement situés dans la partie inférieure de la limite intercellulaire.
Jonctions de signalisation spécifiques
Certains types de contacts intercellulaires sont regroupés uniquement sur la base de leur critère fonctionnel : leur capacité à transmettre un signal de manière ciblée. Ceux-ci comprennent :
- Synapses chimiques. Caractéristiques du système nerveux, elles assurent la transmission de l'influx nerveux par l'intermédiaire de neurotransmetteurs.
- Synapses immunologiques. Elles se forment lors de la réponse immunitaire, notamment entre les cellules présentatrices d'antigène et les lymphocytes T, afin de reconnaître les agents étrangers.
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Quelles protéines composent précisément le desmosome ?
Le desmosome est composé de protéines spécifiques formant ses parties intracellulaire et intercellulaire.
- Desmoplakines — forment une plaque cytoplasmique (épaississement) sur la face interne de la membrane.
- Desmogleïnes — protéines d'adhésion situées dans l'espace intercellulaire élargi.
- Cadhérines — protéines transmembranaires s'unissant mutuellement dans la fente intercellulaire.
- Protéines d'ancrage — relient les éléments du cytosquelette à la partie intracellulaire des cadhérines.
Quels filaments du cytosquelette convergent vers les desmosomes et lesquels convergent vers les jonctions adhésives ?
Différents types d'éléments du cytosquelette cellulaire convergent vers les desmosomes et les jonctions adhésives.
| Type de contact | Filaments du cytosquelette | Particularités |
|---|---|---|
| Desmosomes | Filaments intermédiaires | Dans l'épithélium, ils ont une composition spécifique au tissu et sont représentés par la kératine |
| Jonctions adhésives | Filaments fins (microfilaments) | Composés de protéines d'actine et fixés à la vinculine |
De quelles protéines individuelles les connexons sont-ils constitués ?
Les connexons sont des complexes protéiques qui constituent les unités structurales des jonctions gap.
- Connexines — protéines transmembranaires intégrales à partir desquelles ce complexe est bâti.
Chaque connexon est formé de six globules de connexine traversant la membrane cellulaire. Ces protéines entourent un pore hydrophile central d'un diamètre de 1,5 nm, créant ainsi un canal pour l'échange d'ions et de petites molécules hydrosolubles entre cellules voisines.
Les jonctions serrées sont généralement situées dans la partie la plus haute des cellules, « scellant » en quelque sorte leurs membranes ; un peu plus bas se trouvent les contacts d'ancrage (par exemple, les desmosomes), tandis que les jonctions communicantes gap et leurs canaux connexons se situent encore plus bas.
Questions des cours et des examens
À quoi sert une jonction intercellulaire simple ?
Elle est nécessaire pour maintenir les membranes cellulaires à une distance d'environ 20 nm. Cela préserve un espace intercellulaire libre, rempli de glycocalyx, ce qui permet le transport des substances.
Quelle structure est responsable de la fixation de la cellule à la matrice extracellulaire ?
La liaison des cellules avec la matrice extracellulaire (les substrats) est assurée par des glycoprotéines transmembranaires spécialisées appelées intégrines.
Que sont les connexons et où se trouvent-ils ?
Les connexons sont des complexes protéiques qui constituent les principales unités structurales des jonctions gap (nexus). Ils forment des canaux pour l'échange ionique et métabolique entre les cellules.
À étudier également sur le sujet
- Organisation structurale et composition protéique des desmosomes
- Mécanismes de l'agrégation cellulaire dépendante du Ca2+ par les cadhérines
- Rôle des sélectines dans les processus inflammatoires et hémostatiques
- Structure et fonctionnement des synapses chimiques
- Différences entre les synapses immunologiques des lymphocytes T et les contacts nerveux
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