Séance de cours

Composants cytosquelette cellulaire

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Dans cours

BIO-692: Symmetry and Conservation in the Cell

This course shows students how the physical principles of conservation, symmetry, and locality influence the dynamics of living organisms at the molecular and cellular level. Computer simulations are used to explore examples of cellular dynamics and phase ...

Description

Cette séance de cours couvre les composants du cytosquelette cellulaire, y compris les filaments d'actine, les filaments intermédiaires, les microtubules et le cytosquelette associé à la membrane plasmique. Il explique la structure, la fonction et la dynamique de ces composants, en soulignant leur rôle dans la contraction musculaire, le rampement cellulaire et le mouvement de la surface. La séance de cours traite également des simulations de dynamique moléculaire sans solvant, de la dynamique brownienne et des simulations de la dynamique brownienne de la croissance des filaments. Il explore l'utilisation des simulations Monte Carlo pour étudier les systèmes avec des unités plus grandes et l'importance de l'équilibre détaillé dans les simulations Metropolis Monte Carlo.

Enseignant·e

Julian Charles Shillcock

Julian received his PhD at Simon Fraser University in Canada for work on Monte Carlo simulations of liquid crystal phase transitions and the elastic properties of fluid and polymerized membranes. He was a Group Leader at the Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Germany for five years applying coarse-grained simulation techniques - principally Dissipative Particle Dynamics (DPD) and Brownian Dynamics - to equilibrium and dynamic properties of fluid lipid membranes. A major target of this research was to reveal the molecular rearrangements that occur during vesicle fusion. During this time, he developed a commercially-available, parallel DPD code that is being used by several universities. He was an Associate Professor at MEMPHYS in the Department of Physics and Chemistry, University of Southern Denmark. He has also worked in industry, designing and writing software for communication satellite simulations (British Aerospace, 1986-1990), and fluid simulation software (Accelrys, Inc., 1998-1999). He joined the Blue Brain Project in 2011, and uses mesoscale simulation techniques, together with theoretical analysis and collaborations with experimentalists, to study the dynamics of cellular processes. Current projects include simulating the formation of the post-synaptic density in dendritic spines and developing theoretical models of the supramolecular organisation of synapses. He also teaches Master's and PhD courses in computational cell biology and biophysics. He wrote and maintains an open source dissipative particle dynamics simulation code: https://github.com/Osprey-DPD/osprey-dpd Orcid: orcid.org/0000-0002-7885-735X

Source officielle

Concepts associés (32)

Cytosquelette

Le cytosquelette d'une cellule est l'ensemble organisé des polymères biologiques qui lui confèrent l'essentiel de ses propriétés architecturales et mécaniques.

Filament intermédiaire

Les filaments intermédiaires ont une dimension intermédiaire (de 8 à 12 nm) entre les filaments fins d'actine et les microtubules formant à eux trois, le cytosquelette. Décrits d'abord dans les muscles, ce sont les structures les plus stables du cytosquelette. En effet, les traitements dissolvant les microtubules et les microfilaments laissent apparaître le réseau de filaments intermédiaires. De plus, ces structures semblent ne pas être désassemblées aussi souvent que les microtubules et les microfilaments.

Protein filament

In biology, a protein filament is a long chain of protein monomers, such as those found in hair, muscle, or in flagella. Protein filaments form together to make the cytoskeleton of the cell. They are often bundled together to provide support, strength, and rigidity to the cell. When the filaments are packed up together, they are able to form three different cellular parts. The three major classes of protein filaments that make up the cytoskeleton include: actin filaments, microtubules and intermediate filaments.

Filament d'actine

Un filament d'actine, ou microfilament, est un homopolymère d'actine, protéine de 42 kDa (Unité de masse atomique). C'est un constituant essentiel du cytosquelette des cellules eucaryotes, ainsi que des fibres musculaires. L'actine représente ainsi environ 10 % du total des protéines d'une cellule animale typique, la moitié étant assemblée en filaments d'actine alors que l'autre moitié est libre dans le cytosol sous forme de monomères d'actine.

Microtubule

Les microtubules (MT) sont des fibres constitutives du cytosquelette, au même titre que les microfilaments d'actine et que les filaments intermédiaires. Ils ont un diamètre d'environ 25 nm et une longueur variable du fait de leur dynamique, conséquence de l'équilibre polymérisation ↔ dépolymérisation dans lequel chacune de leurs deux extrémités sont les sièges. Les microtubules sont ancrés sur le centrosome et le matériel péricentriolaire; ils irradient dans tout le cytoplasme.

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Cytosquelette: Filaments et microtubules d'actine

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Imagerie cytosquelette: Techniques et composants

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Microtubules : structure, fonction et régulation

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