Conditions et acteurs de l'interaction
La formation de toute jonction repose sur l'interaction de protéines membranaires adhésives entre cellules adjacentes. La condition principale de leur formation est un contact physique prolongé.
Les jonctions peuvent s'établir entre différents types cellulaires :
- Homologues : forment des feuillets continus dans les tissus épithéliaux et certains tissus musculaires.
- Hétérologues : forment des systèmes d'interaction de type « éducateur-élève » (caractérisé dans les testicules et le thymus).
- Neuronales : liaisons spécialisées entre les prolongements des cellules nerveuses, ainsi qu'entre les fibres nerveuses et les muscles.
Classification fonctionnelle
Toutes les jonctions intercellulaires se divisent schématiquement en trois grands groupes fonctionnels :
- Jonctions mécaniques : assurent une forte cohésion cellulaire (comprennent les types simples et d'ancrage).
- Jonctions occludentes : créent une barrière qui sépare complètement les milieux de part et d'autre du feuillet cellulaire.
- Jonctions communicantes : destinées à l'échange direct de molécules ou à la transmission d'impulsions nerveuses.
Jonctions mécaniques : simples et d'ancrage
Les jonctions de type simple ne présentent pas de structures spécialisées complexes. Les plasmalemmes sont distantes de 15 à 20 nm, et l'adhésion est assurée par des macromolécules glycoprotéiques (cadhérines, intégrines). Un cas particulier de ce type de jonction est l'interdigitation. Il s'agit de prolongements « digitiformes » originaux où la membrane d'une cellule s'invagine dans le cytoplasme d'une autre afin d'accroître au maximum la surface de contact.
Les jonctions d'ancrage complexes comprennent :
- Le desmosome (macula adhaerens) : petite zone d'adhésion arrondie. À l'intérieur de la cellule, la membrane est épaissie par une couche de protéines, les desmoplakines, sur lesquelles viennent s'ancrer des faisceaux de filaments intermédiaires (par exemple, de la kératine dans l'épithélium). Dans l'espace intercellulaire, les deux moitiés de la jonction sont reliées par une protéine adhésive, la desmocolline / desmogleine.
- L'hémidesmosome : situé à la surface basale de la cellule. Sa structure ressemble à la moitié d'un desmosome, mais il fixe la cellule non pas à ses voisines, mais à une structure non cellulaire, la lame basale.
- La zonula adhaerens (ceinture d'adhérence) : a la forme d'une bande. Contrairement au desmosome ponctuel, on observe ici l'accumulation sous la membrane de la protéine vinculine, sur laquelle viennent s'insérer de fins filaments d'actine.
Jonctions barrières et communicantes
La jonction serrée (zonula occludens) appartient au type occludent. Les membranes cellulaires sont étroitement « cousues » par des protéines spécifiques, formant un réseau maillé à la surface. Cette jonction étanchéifie complètement l'espace intercellulaire et empêche la diffusion des substances.
Pour l'échange de substances, il existe des jonctions communicantes :
- Les jonctions gap (nexus, gap junctions) : zones d'un diamètre de 0,5 à 3 µm, où les membranes sont rapprochées à 2 nm. Elles sont traversées par des canaux protéiques creux, constitués de deux moitiés jointives, les connexons (chacun faisant saillie de 1 à 1,5 nm dans la fente). Les nexus assurent une communication métabolique et électrique en laissant passer ions, sucres et acides aminés.
- Les synapses : contacts chimiques ou électriques assurant la transmission du signal. Une synapse chimique classique se compose d'une membrane présynaptique, d'une fente synaptique et d'une membrane postsynaptique pourvue de récepteurs. Le signal est transmis par l'intermédiaire d'un agent spécifique, le neurotransmetteur.
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Quelles protéines structurales forment les jonctions serrées (Zonula occludens) ?
Les jonctions serrées (zonula occludens) sont formées par des protéines spécifiques qui assurent un accolement étroit des plasmalemmes des cellules adjacentes et l'étanchéité de l'espace intercellulaire.
La composition moléculaire comprend :
- Les occludines.
- Les claudines.
- D'autres protéines.
Dans les jonctions serrées spécialisées entre les cellules de Sertoli, au moins 50 rangées de molécules protéiques participent à la formation de la jonction, garantissant ainsi une étanchéité élevée.
Quelles protéines entrent dans la composition moléculaire du desmosome ?
La composition moléculaire du desmosome (macula adhaerens) comprend des protéines intracellulaires, cytosquelettiques et intercellulaires.
Principaux composants structuraux :
- Les desmoplakines — forment l'épaississement de la plasmalemme (plaque cytoplasmique) du côté de la cellule.
- La kératine — protéine tissuspécifique des filaments intermédiaires (dans le tissu épithélial), dont les faisceaux convergent vers la couche de desmoplakines pour répartir la contrainte mécanique.
- Les desmogleines — protéines d'adhésion situées dans l'espace intercellulaire élargi, reliant les deux moitiés de la jonction.
Pour ne pas confondre les protéines des jonctions d'ancrage : les Desmoplakines agissent dans le Desmosome (lettre « D »), tandis que l'Actine intervient dans la Zonula adhaerens (ceinture d'adhérence).
Questions des cours et des examens
Quelle est la principale différence entre le desmosome et la zonula adhaerens ?
Les différences résident dans la forme et la composition moléculaire. Le desmosome est une « tache » ponctuelle pourvue de desmoplakines et de filaments intermédiaires, tandis que la zonula adhaerens est une bande continue entourant la cellule, riche en vinculine et en filaments d'actine.
Comment est régulé le fonctionnement des jonctions gap (nexus) ?
La perméabilité des canaux de connexons dépend de la concentration en ions calcium. Lorsque le taux de Ca²⁺ augmente, la configuration des protéines change et la lumière du canal se ferme hermétiquement.
Où peut-on observer des hémidesmosomes dans l'organisme ?
Les hémidesmosomes sont localisés exclusivement sur la surface basale des cellules. Leur rôle principal est l'ancrage du feuillet cellulaire à la lame basale.
À étudier également sur le sujet
- Structure moléculaire du connexon dans la jonction gap
- Spécificité des filaments intermédiaires tissulaires (kératines, etc.)
- Mécanisme de libération du neurotransmetteur dans la synapse
- Glycoprotéines adhésives des jonctions simples : intégrines et cadhérines
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