Fonctions des protéines structurelles

Les protéines structurelles sont une catégorie de protéines responsables de fonctions allant de la forme et le mouvement des cellules au soutien des structures majeures telles que les os, le cartilage, les cheveux et les muscles. Ce groupe comprend des protéines telles que le collagène, l’actine, la myosine et kératine.

Le collagène, la protéine la plus abondante chez les mammifères, se trouve dans tout le corps. Dans les tissus conjonctifs, tels que la peau, les ligaments et les tendons, il fournit une résistance à la traction et une élasticité.  Dans les os et les dents, il se minéralise pour former les tissus durs et contribue à leur capacité de charge. En plus du support structurel, le collagène peut également interagir avec les récepteurs de la surface cellulaire et d’autres molécules intermédiaires pour réguler les processus cellulaires, tels que la croissance et la migration, qui impliquent des changements dans la forme des cellules et des tissus.

Les protéines structurales forment la structure de base du cytosquelette cellulaire.  Le cytosquelette est composé de trois types de filaments, de microfilaments, de filaments intermédiaires et de microtubules, et chacun est composé de différentes protéines structurelles. Le microfilament se forme lorsque l’actine s’auto-polymérise en de longues structures répétitives. Ces filaments d’actine contribuent à la forme et à l’organisation des cellules. De plus, les microfilaments peuvent également contribuer au mouvement et à la division cellulaire, lorsqu’ils agissent conjointement avec la myosine. La composition des filaments intermédiaires varie en fonction du type de cellule. Il existe environ 70 gènes différents qui codent pour divers filaments intermédiaires. Les filaments intermédiaires des cellules épithéliales contiennent de la kératine, les neurones périphériques contiennent de la périphérine et le sarcomère des cellules musculaires contient de la desmine. La fonction structurelle principale de ces filaments est de renforcer les cellules et de les organiser en tissus. Les microtubules sont constitués de protéines structurelles appelées tubulines. Les tubulines s’auto-assemblent pour former des microtubules qui contribuent à l’organisation du cytoplasme, y compris la localisation des organites.  Les microtubules sont également essentiels pour la mitose et la division cellulaire.

Comme les protéines structurelles sont répandues, une mutation dans un gène qui code pour l’une de ces protéines peut avoir de graves effets néfastes. Par exemple, une mutation dans un gène codant pour le collagène peut entraîner une maladie connue sous le nom d’ostéogenèse imparfaite, qui se caractérise par des os faibles et des déformations des tissus conjonctifs. Différentes mutations dans un gène du collagène peuvent entraîner le syndrome d’Alport, qui se caractérise par des problèmes au niveau d’organes tels que les reins, les yeux et les oreilles.