Le cycle cellulaire: phases, contrôle et mécanisme de division

Thèmes abordés

Cycle cellulaire, division cellulaire, interphase, facteurs de croissance, prolifération cellulaire

Résumé du document

Un cycle dure 24 à 48 h, et se compose de la mitose (phase M) et de l'interphase (phases G1, S, et G2).

Détails de l'interphase :
•phase G1
-durée très variable (cellule épithéliale => quelques h ; cellules hépatiques => quelques mois)
-importante transcription pour la différenciation cellulaire
-cette phase comprend la phase de repos G0, transitoire, dans laquelle les cellules peuvent revenir en G1
(les lymphocytes, tant qu'ils n'ont pas rencontré d'a-g, restent en G0 pendant parfois des mois)

•phase S (synthèse)
-durée fixe d'environ 10 h
-duplication du MG, d'abord euchromatine, puis hétérochromatine, pour les raisons évoquées avant

•phase G2
-durée déterminée, la plus courte, d'environ 2-4 h
-derniers contrôles avant la mitose : vérification de la duplication
-la cellule a accru son volume

Extraits

[...] Télophase - 1 lot de chromosomes à chaque pôle - disparition des µt kinétochoriens, qui ont été dépolymérisés - les protéines ayant été phosphorylées sont déphosphorylées par des phosphatases actives lorsque le mpf est inactivé - ainsi, les lamines, déphosphorylées, permettent la reformation d'une enveloppe nucléaire à chaque pôle - de même, l'histone H1, déphosphorylé, permet la décondensation de la chromatine - reformation du nucléole, les ARNr étant les premiers transcrits Cytodiérèse Afin d'obtenir 2 cellules-filles égales, la cytodiérèse permet le partage du cytoplasme et des organites : - organites multiples (mitochondries, péroxysomes) : partage équitable direct - organites uniques Golgi) : fragmentation en petites vésicules lors de la prophase, puis partage ; ce serait un mécanisme analogue au partage de l'enveloppe nucléaire, sous la dépendance du mpf - apparition du sillon de division, invagination de membrane plasmique - devenir des µt encore en place : µt polaires : avec leurs kinésines, ils marquent l'endroit de la rupture, puis disparaissent µt astériens : ils persistent et formeront le lot de µt cytosquelettiques de chaque cellule-fille - la séparation est réalisée par un anneau cytocontractile d'actine et la myosine II - au niveau du sillon de division, il y a compensation de la membrane par des vésicules intracellulaires Médicaments anti-cancer Drogues agissant sur la polymérisation/dépolymérisation des µt : - colchicine (alcaloïde), colcémide, vinblastine, vincristine, se fixent sur la tubuline libre elles bloquent la polymérisation, et donc l'anaphase B - le taxol se fixe sur l'extrémité + du µt il empêche la dépolymérisation, et donc l'anaphase A Mais ces drogues agissent aussi sur les cellules normales, d'où des effets secondaires désagréables. [...]

[...] En temps normal un signal de stimulation (EGF) entraîne une cascade de réactions. Une mutation de ERB rend le récepteur hyperactif, d'où une stimulation de prolifération permanente, même sans EGF. [...]

[...] Duplication du centre cellulaire - s'initie au point et se réalise en phase S - les centrioles se divisent avec une organisation orthogonale - au point les 2 centrioles migrent chacun vers les pôles, et 1 seul d'entre eux garde les µt de la cellule - phase S : chaque centriole est dupliqué perpendiculairement, en même temps qu'a lieu la réplication - l'élongation se poursuit jusqu'en G2 où on obtient 2 centres cellulaires - la duplication du centre cellulaire est sous la dépendance de la protéine Rb Les 6 stades de la mitose Prophase : passage de G2 à M - d'abord, formation du mpf (cdk1 + cycline qui phosphoryle l'histone H1 et les lamines, ce qui a pour effet de condenser la chromatine et d'individualiser les chromosomes de la membrane interne - pas de nucléole, car pas de transcription - dépolymérisation de l'actine pour fluidifier le cytoplasme afin de faciliter la future cytodiérèse - dépolymérisation des µt, dont les tubulines vont être mobilisées au niveau des 2 centres cellulaires pour le fuseau mitotique - toute la prophase est sous la dépendance du mpf Prométaphase - la dynéine de la membrane externe du noyau glisse et tire sur l'enveloppe nucléaire - la phosphorylation des lamines couplée à l'action du fuseau mitotique (dynéine) finissent par aboutir à la rupture de l'enveloppe nucléaire - les chromosomes entrent donc en contact avec le fuseau mitotique : les kinétochores, structures protéiques, sont au centromère de chaque chromatide les µt kinétochoriens vont se fixer sur les kinétochores - disposition des µt : µt polaires : relient les 2 pôles du fuseau, et se chevauchent légèrement au milieu du fuseau µt astériens : disposés en étoile à l'arrière de chaque pôle µt kinétochoriens : reliés aux chromatides par les kinétochores Métaphase - représente la moitié de la mitose - alignement des chromosomes sur la plaque métaphasique à l'équateur de la cellule - les chromosomes subissent une tension exercée par les µt kinétochoriens - tant que tous les kinétochores ne sont pas correctement accrochés à un µt, ils produisent la protéine MAD2, signal d'attente - la MAD2 est détruite min après l'arrêt de sa production activation de la séparase protéolytique qui agit sur la cohésine, sur toute la longueur du chromosome anaphase possible Rq : si l'alignement n'est pas correct lors de la métaphase, on assiste à des problèmes de chromosomes surnuméraires (trisomies, monosomies ) Anaphase Suite à l'inactivation du mpf (dégradation de la cycline et à l'action de la séparase, on assiste à la rupture du centromère. L'anaphase dure 5-10 min. [...]

[...] Comme souvent, un équilibre subtil est nécessaire entre ces 2 types de gènes, qui sont très conservés. Voici quelques exemples : - ICE : - gènes pro-apoptotiques, ils codent pour des cystéines protéases comme les caspases - effet protéolytique (sur les lamines, sur les protéines nucléaires qui piègent les Dnases ) - BCL2 : gènes anti-apoptotiques, ils codent pour des protéines inhibant les caspases Rôles embryogenèse Formation des doigts par apoptose des cellules interdigitales, perte de la queue du têtard EPO (érythropoïétine) L'injection d'EPO augmente le nombre d'hématies, non pas en augmentant le nombre de cellules souches, mais en empêchant l'apoptose des cellules- filles. [...]

[...] renouvellement des tissus immunologie Notre organisme fabrique des cellules immunitaires qui peuvent reconnaître tous les a-g de la nature : celles qui reconnaissent les a-g du soi devront être éliminées par apoptose. défense Afin d'empêcher la propagation virale, les cellules infectées peuvent entrer en apoptose. [...]