Informations

7.2 : Le cycle cellulaire - Biologie


Une cellule eucaryote ne peut se diviser en deux, les deux en quatre, etc. à moins que deux processus n'alternent :

  • doubler de son génome (ADN) dans phase S (phase de synthèse) du cycle cellulaire ;
  • réduire de moitié de ce génome pendant la mitose (Phase M).

Contrôle du cycle cellulaire

Le passage d'une cellule à travers le cycle cellulaire est contrôlé par des protéines dans le cytoplasme. Parmi les principaux acteurs des cellules animales figurent :

  • cyclines
    • g1 cyclines (D cyclines)
    • cyclines en phase S (cyclines E et A)
    • cyclines mitotiques (B cyclines)

    Leurs niveaux dans la cellule augmentent et diminuent avec les étapes du cycle cellulaire.

  • Kinases dépendantes des cyclines (Cdks)
    • une g1 CDK (Cdk4)
    • un Cdk phase S (Cdk2)
    • un M-phase Cdk (Cdk1)

    Leurs niveaux dans la cellule restent assez stables, mais chacun doit se lier à la cycline appropriée (dont les niveaux fluctuent) pour être activé. Ils ajoutent des groupes phosphate à une variété de substrats protéiques qui contrôlent les processus du cycle cellulaire.

  • Les complexe promoteur de l'anaphase (APC). (L'APC est aussi appelé le cyclosome, et le complexe est souvent désigné comme le APC/C.) L'APC/C
    • déclenche les événements conduisant à la destruction de cohésion (comme décrit ci-dessous) permettant ainsi aux chromatides sœurs de se séparer
    • dégrade les cyclines mitotiques (B)

Étapes du cycle

  • Un niveau croissant de g1-cyclines se lient à leurs Cdks et signalent à la cellule de préparer les chromosomes pour la réplication.
  • Un niveau croissant de Facteur de promotion de la phase S (FPS) - qui comprend des cyclines A liées à Cdk2 - pénètre dans le noyau et prépare la cellule à dupliquer son ADN (et ses centrosomes).
  • Au fur et à mesure que la réplication de l'ADN se poursuit, la cycline E est détruite et le niveau de cyclines mitotiques commence à augmenter (dans G2).
  • Transfert de Facteur de promotion de la phase M (le complexe de cyclines mitotiques [B] avec la phase M Cdk [Cdk1]) dans le noyau initie
    • assemblage du fuseau mitotique
    • rupture de l'enveloppe nucléaire
    • cessation de toute transcription génique
    • condensation des chromosomes
  • Ces événements amènent la cellule à métaphase de la mitose.
  • À ce stade, le facteur de promotion de la phase M active le complexe favorisant l'anaphase (APC/C) lequel
    • permet aux chromatides sœurs de la plaque métaphasique de se séparer et de se déplacer vers les pôles (= anaphase), complétant la mitose.

La séparation des chromatides sœurs dépend de la décomposition de la cohésion qui les a tenus ensemble. Cela fonctionne comme ça.

  • La dégradation de la cohésine est causée par une protéase appelée séparer (également connu sous le nom de séparine).
  • La séparation est conservée inactif jusqu'à la fin de la métaphase par un chaperon inhibiteur appelé sécuriser.
  • L'anaphase commence lorsque le complexe promoteur de l'anaphase (APC/C) détruit la sécurine (en la marquant avec de l'ubiquitine pour la déposer dans un protéasome) mettant ainsi fin à son inhibition de la séparase et permettant
  • séparer pour briser la cohésine
  • détruit B cyclines. Cela se fait également en les attachant à ubiquitine qui les cible pour la destruction par protéasomes.
  • active la synthèse de G1 cyclines (D) pour le tour suivant du cycle.
  • dégrade la géminine, une protéine qui a empêché l'ADN fraîchement synthétisé en phase S d'être répliqué avant la mitose.

Ce n'est qu'un des mécanismes par lesquels la cellule s'assure que chaque portion de son génome est copiée une fois - et une seule - pendant la phase S.

Certaines cellules raccourcissent délibérément le cycle cellulaire, permettant des phases S répétées sans terminer la mitose et/ou la cytokinèse. C'est appelé endoréplication.

Méiose et cycle cellulaire

Le comportement particulier des chromosomes dans la méiose I nécessite des contrôles particuliers. Néanmoins, le passage à travers le cycle cellulaire dans la méiose I (ainsi que la méiose II, qui est essentiellement une division mitotique) utilise bon nombre des mêmes acteurs, par exemple, MPF et APC. (En fait, MPF est aussi appelé maturation-pfaire la promotion Facteur pour son rôle dans la méiose I et II des ovocytes en développement.

Contrôle qualité du cycle cellulaire

La cellule dispose de plusieurs systèmes pour interrompre le cycle cellulaire en cas de problème.

Dommages à l'ADN postes de contrôle. Ceux-ci détectent les dommages à l'ADN avant que la cellule n'entre en phase S (un G1 point de contrôle) ainsi qu'après la phase S (un G2 point de contrôle). Les dommages causés à l'ADN avant que la cellule n'entre en phase S inhibe l'action de Cdk2, arrêtant ainsi la progression du cycle cellulaire jusqu'à ce que les dommages puissent être réparés. Si les dommages sont si graves qu'ils ne peuvent pas être réparés, la cellule s'autodétruit par apoptose. Dommages à l'ADN après la phase S (le G2 point de contrôle), inhibe l'action de Cdk1 empêchant ainsi la cellule de procéder de G2 à la mitose. Un contrôle sur la réplication réussie de l'ADN pendant la phase S. Si la réplication s'arrête à n'importe quel point de l'ADN, la progression du cycle cellulaire est interrompue jusqu'à ce que le problème soit résolu.

Points de contrôle de la broche. Certains d'entre eux qui ont été découverts pour détecter toute défaillance des fibres du fuseau à s'attacher à kinétochores et arrêter la cellule dans métaphase jusqu'à ce que tous les kinétochores soient correctement fixés. Ils détectent un mauvais alignement du fuseau lui-même et bloquent la cytokinèse. De plus, ils déclenchent l'apoptose si les dommages sont irréparables. Tous les points de contrôle examinés nécessitent les services d'un complexe de protéines. Des mutations dans les gènes codant pour certains d'entre eux ont été associées au cancer; c'est-à-dire qu'ils sont des oncogènes. Cela ne devrait pas être surprenant puisque les défaillances des points de contrôle permettent à la cellule de continuer à se diviser malgré les dommages causés à son intégrité.

Exemples de points de contrôle

P53

La protéine p53 détecte les dommages à l'ADN et peut arrêter la progression du cycle cellulaire dans G1 (en bloquant l'activité de Cdk2). Les deux exemplaires du p53 le gène doit être muté pour que cela échoue, donc les mutations dans p53 sont récessifs et p53 se qualifie comme un suppresseur de tumeur gène.

La protéine p53 est également un acteur clé dans apoptose, forçant les "mauvaises" cellules à se suicider. Donc, si la cellule n'a que des versions mutantes de la protéine, elle peut survivre – peut-être en se développant en cancer. Plus de la moitié de tous les cancers humains hébergent en fait p53 mutations et n'ont pas de protéine p53 fonctionnelle.


Voir la vidéo: 18. Sciences 9e Le cycle cellulaire (Janvier 2022).