Le contrôle du cycle cellulaire

Résumé du document

Le déroulement du cycle cellulaire est contrôlé par un ensemble de facteurs exogènes et endogènes, agissant séquentiellement. Les premiers éléments impliqués dans le déterminisme des deux évènements majeurs du cycle cellulaire que sont la phase S et la mitose, interviennent dès le
début de la phase G1 de l'interphase, et sont de nature exogène. Il s'agit d'une part des nutriments de la cellule, et d'autre part de molécules "signal", comme les facteurs de croissance ou les hormones.

Les nutriments sont indispensables d'une façon générale à la croissance cellulaire; par ailleurs, la taille et le volume cellulaire ont une incidence sur les
concentrations relatives de métabolites et d'enzymes dans le hyaloplasme, et sur l'activité des molécules qui interviennent dans les mécanismes de régulation du cycle cellulaire.

Extraits

[...] Lors de la transition métaphase-anaphase, les protéines de liaison qui relient les chromatides soeurs des chromosomes sont d'abord détruites. Dans le même temps, le MPF catalyse sa propre destruction et l'inactivation de son activité kinasique. Des petites protéines, les ubiquitines (76 acides aminés), se fixent sur le MPF au niveau de la cycline M-B (sur une "boîte" de destruction comportant 9 acides aminés), et Cdk1 active un système protéolytique asservi aux ubiquitines, qui détruit la cycline en fin de télophase. La disparition de la cycline induit l'inactivation de Cdk1. [...]

[...] La synthèse des autres cyclines est plus tardive. Complexes cyclines/ Cdk Les cyclines s'accumulent dans le cytoplasme au cours de l'interphase, à partir du début de la phase G1. Cette accumulation peut être plus ou moins importante et plus ou moins rapide en fonction de la nature de l'environnement cellulaire. C'est ainsi qu'une carence en nutriments réduit le taux de synthèse des cyclines par rapport à leur taux de dégradation, ce qui influe sur leur concentration au sein du cytoplasme cellulaire. [...]

[...] Ces molécules exogènes de contrôle du cycle peuvent ainsi orienter le devenir de la cellule vers une différenciation particulière (phase G0) ou vers la poursuite du cycle (phase puis phase M). Récepteurs spécifiques Les cellules réagissent spécifiquement aux signaux exogènes apportés par les facteurs de croissance ou les hormones, si elles possèdent les récepteurs spécialisés susceptibles d'identifier ces molécules (cellules "cibles"). Dans certains cas les récepteurs sont des protéines intégrées de la membrane plasmique capables de fixer les molécules constituant le signal exogène. [...]

[...] Protéines Ras Les protéines de type Ras sont des GTPases monomériques qui jouent le rôle "interrupteurs moléculaires" dans la transduction du signal au niveau des diverses membranes biologiques de la cellule. Au repos, ces protéines sont complexées à une molécule de GDP; le départ du GDP et son remplacement par un GTP active la protéine Ras, qui devient alors capable de se lier à une molécule cible, son "effecteur". Facteurs d'échanges Les facteurs d'échange sont des protéines catalysant le passage de la forme associée au GDP (repos) à la forme associée au GTP (active) d'une protéine membranaire de type Ras. [...]

[...] - Pré-MPF: Le complexe Cdk1-cycline M-B phosphorylé est inactif; on lui donne le nom de pré-MPF. - MPF: La phosphatase p54 cdc25, activée en fin de phase G2 par le complexe Cdk1-cycline M-A a pour substrat le pré-MPF, dont elle catalyse la déphosphorylation (sur les sites thréonine 14 et tyrosine 15, phosphorylés par Wee1), levant ainsi l'inhibition fonctionnelle de son site kinasique. Le complexe Cdk1 (déphosphorylé) - cycline B qui résulte de cette déphosphorylation est un MPF actif, dont l'activité kinasique va contrôler de façon séquentielle, d'abord l'entrée en mitose, ensuite l'arrêt de la mitose. [...]