Le cycle cellulaire

La croissance et la division d’une cellule sont orchestrées dans un processus hautement contrôlé et ordonné appelé le cycle cellulaire.

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Le cycle cellulaire contient 4 étapes; Phase gap 1 (G1), phase de synthèse (S), phase gap 2 (G2) et phase mitose (M). Pour la plupart des cellules humaines, un cycle cellulaire unique prend environ 24 heures. Cependant, dans les tissus où il y a un besoin constant de renouvellement et de remplacement cellulaire, comme la muqueuse de l’intestin, le processus est beaucoup plus court, prenant aussi peu que 9 heures.

Interphase

G1, S et G2 sont toutes désignées de façon cumulative sous le nom d’interphase impliquant la croissance d’une cellule et la réplication de son ADN. Initialement en phase G1, la cellule se développe physiquement et augmente le volume des protéines et des organites. En phase S, la cellule copie son ADN pour produire deux chromatides soeurs et réplique ses nucléosomes. Enfin, la phase G2 implique une croissance cellulaire supplémentaire et l’organisation du contenu cellulaire.

Mitose

Pendant la phase M, la cellule se divise en deux cellules filles. L’ADN se condense initialement pour former des chromosomes qui sont séparés par un fuseau mitotique. Cette phase M est divisée en 4 étapes; prophase, métaphase, anaphase et télophase.

Prophase: L’ADN se condense pour former des chromosomes et des fuseaux mitotiques commencent à se former entre les deux nucléosomes. Ces fuseaux commencent alors à se lier aux kinétochores sur les chromosomes et à les organiser au centre de la cellule.

Métaphase: les chromosomes liés par leurs kinétochores sont attirés vers le centre de la cellule, formant une ligne appelée la plaque de métaphase. La cellule s’assure alors que tous les chromosomes sont liés sur deux kinétochores séparés, un sur chaque chromatide sœur, dans une phase appelée le point de contrôle de la broche. Cela confirme que chaque nouvelle cellule contiendra une quantité égale de matériel ADN une fois la cellule divisée.

Anaphase: Après que la cellule passe avec succès par ce point de contrôle, elle entrera alors en anaphase. Les cohésines, qui maintiennent les chromosomes ensemble, sont clivées et les microtubules liés commencent à se raccourcir. Ce processus sépare les chromatides soeurs des pôles opposés de la cellule. Les microtubules restants, qui ne sont pas liés aux chromosomes, s’allongent et forcent les deux moitiés de la cellule à s’éloigner l’une de l’autre.

Télophase: à ce stade, la cellule est presque complètement divisée. Dans la télophase, l’ADN se décondense et le fuseau mitotique est décomposé avant le développement de deux noyaux séparés.

Cytokinèse

Une fois l’ADN divisé, la cellule physique se divise dans un processus appelé cytokinèse. Initialement, un anneau contractile se forme au centre, divisant et pinçant la cellule en deux. Cela forme une indentation appelée sillon de clivage, qui finit par diviser la cellule en deux cellules filles identiques.

Contrôle du cycle cellulaire

Dans l’ensemble, ce processus est fortement contrôlé par diverses protéines, qui agissent à la fois pour stimuler et inhiber le cycle cellulaire. La cycline et les kinases dépendantes de la cycline (CDK) sont parmi les protéines les plus importantes impliquées dans la stimulation du cycle. Les taux de cycline sont élevés et abaissés à différents stades du cycle, ce qui stimule la fonction des CDK dont la présence est stable mais ne peut fonctionner qu’en présence de cyclines. Les CDK fonctionnent pour phosphoryler de nombreuses protéines différentes qui sont nécessaires pour passer des points importants du cycle cellulaire, appelés points de contrôle.

Ces points de contrôle sont présents à la fin de G1 et au début de G2, fonctionnant pour garantir que le les processus de chaque étape sont effectués avant que la cellule ne passe ou ne quitte la phase S. Il existe également un point de contrôle de phase M (le point de contrôle de la broche) qui garantit que les chromosomes sont correctement alignés, comme décrit précédemment.

Dans l’ensemble, ces points de contrôle fonctionnent pour assurer l’intégrité du génome et empêcher les dommages à l’ADN. Si une cellule ne répond pas aux exigences du point de contrôle, alors le cycle cellulaire est interrompu et l’ADN peut être réparé, ou si l’ADN est irréparable, alors l’apoptose peut être stimulée.

Si ces points de contrôle sont perdue en raison de protéines mutées, le cycle cellulaire n’est plus contrôlé et peut conduire à une réplication incontrôlée, par exemple, des mutations dans le gène TP53 conduisent à de nombreux types de cancer.

Cette protéine est impliquée dans le cycle cellulaire arrêt et transcription de protéines impliquées dans la réparation ou l’apoptose de l’ADN. Par conséquent, la perte de ce gène signifie que le cycle cellulaire ne peut pas être arrêté et que l’ADN ne peut pas être réparé, ce qui entraîne une croissance tumorale.

Dans l’ensemble, le cycle cellulaire est un processus essentiel pour la croissance et la réparation des tissus. Il est organisé en 4 phases distinctes; Phase G1, phase S, phase G2 et phase M, et contrôlées par la présence de points de contrôle.La perte de contrôle est impliquée dans le cancer, comme les mutations entraînant la perte de l’arrêt du cycle et de la réparation de l’ADN, ce qui démontre l’importance d’une régulation correcte.

Lectures complémentaires

• Tout le contenu de la biologie cellulaire
• Structure et fonction du noyau cellulaire
• Que sont les organites?
• Structure du ribosome
• Production de protéines: initiation, Allongement et terminaison

Citations