Cycle cellulaire

Question 1

Question : Quel complexe contrôle la transition G2/M ?

Answer 1

Réponse : Le complexe Cycline B/CDK1 (MPF : M Phase Promoting Factor).

Question 2

Question : Qu’est-ce que le point de restriction R en phase G1 ?

Answer 2

Réponse :
Un point de contrôle où la cellule décide de poursuivre vers la phase S ou de quitter le cycle (G0).

Avant R : dépendance aux signaux mitogènes.
Après R : engagement irréversible vers la division.

Question 3

Question : Quel est le rôle de la protéine pRb ?

Answer 3

Bloque la prolifération en piégeant le facteur E2F.

Phosphorylée par Cycline E/CDK2, elle libère E2F, déclenchant la transition G1/S.

Question 4

Question : Quels sont les checkpoints principaux du cycle cellulaire ?

Answer 4

DNA Damage Checkpoint (G1, S, G2) : Vérifie l’intégrité de l’ADN.

Replication Checkpoint (S, G2) : Vérifie la fin de la réplication.

Mitotic Checkpoint (M) : Vérifie l’attachement des chromosomes au fuseau.

Question 5

Question : Comment repère-t-on les cellules en phase S ?

Answer 5

Incorporation du BrdU (analogue de la thymidine).
Détection par anticorps anti-BrdU couplés à un fluorochrome.
Analyse par cytométrie de flux.

Question 6

Question : Quelles sont les étapes de la maturation ovocytaire chez le xénope ?

Answer 6

Réponse :

Croissance ovocytaire jusqu’en G2 (blocage 1).
Signal hormonal (progestérone) induisant la méiose I.

Arrêt en métaphase II (blocage 2).
Fécondation, reprise et fin de la méiose.

Question 7

Question : Qu’ont révélé les expériences de crible génétique sur les levures ?

Answer 7

Gène cdc28 (S.cerevisiae) : Contrôle la transition G1/S.

Gène cdc2 (S.pombe) : Contrôle la transition G2/M.

Les deux gènes codent des kinases très similaires, interchangeables, et homologues fonctionnels.

Question 8

Question : Qu’a démontré l’expérience de trans-complémentation entre S.cerevisiae et S.pombe ? Et S.P. avec l’humain ?

Answer 8

La kinase cdc28 de S.cerevisiae peut remplacer cdc2 de S.pombe.
Conclusion : Ces gènes sont homologues et interchangeables

Transformation de S.pombe cdc2 avec le gène cdc2 humain.
Résultat : La levure mutante prolifère normalement.
Conclusion : Les fonctions des CDK sont conservées à travers l’évolution.

Question 9

Question : Quelle est la différence entre le cycle cellulaire de S.cerevisiae et S.pombe ?

Answer 9

Réponse :

S.cerevisiae : G2 très courte, division par bourgeonnement.

S.pombe : G2 longue, division par fission médiane après croissance en longueur.

Question 10

Question : Quelles protéines contrôlent la transition G1/S ?

Answer 10

Cycline D/CDK4-6 : Phosphorylent pRb.

pRb (Rétinoblastome) : Libère E2F lorsqu’elle est hyperphosphorylée.

E2F : Active la transcription des gènes nécessaires à la phase S.

Question 11

Question : Quels substrats sont phosphorylés par le complexe Cycline E/CDK2 ?

Answer 11

pRb : Permet la transition G1/S.

Nucleophosmin (NPM) : Induit la duplication des centrosomes.

Co-activateur des gènes histones : expression des histones

Inhibiteurs des CDK (p21, p27) : Levée de l’inhibition.

Question 12

Question : Quelle est la fonction de la séparase en anaphase ?

Answer 12

Clive la cohésine pour séparer les chromatides sœurs.

Inhibée par la sécurine, elle est activée après dégradation de la sécurine par l’APC.

Question 13

Question : Quelles protéines assurent la cohésion des chromatides sœurs ?

Answer 13

Cohésines : Complexes protéiques maintenant les chromatides sœurs assemblées.

Question 14

Question : Quels mécanismes régulent l’activité de la CDK1 ?

Answer 14

Association avec une cycline.

Phosphorylation activatrice (CAK) sur T161.

Déphosphorylation inhibitrice (Cdc25).

Inhibition par Wee1 ou des CKI

Question 15

Question : Qu’est-ce que l’APC et quel est son rôle ?

Answer 15

Le complexe Anaphase Promoting Complex :

Dégrade la sécurine pour activer la séparase.
Dégrade la cycline B pour inactiver CDK1 et sortir de mitose.

Question 16

Question : Quels senseurs détectent les anomalies de l’ADN ?

Answer 16

ATM : Active Chk2 en cas de cassures double brin.

ATR : Active Chk1 en cas de cassures simple brin ou fourches de réplication bloquées.

Question 17

Question : Comment p53 intervient-il dans les checkpoints ?

Answer 17

Stabilisé par phosphorylation (Chk1/Chk2).

Active l’expression de p21, inhibiteur de CDK2, arrêtant le cycle cellulaire.

Interagit avec enzyme pour la réparation de l’ADN

Induit l’apoptose si les dommages sont irréparables.

Question 18

Question : Quelles sont les différences entre centrosome et centriole ?

Answer 18

Centriole : Structure cylindrique composée de microtubules, constituant du centrosome.

Centrosome : Principal centre organisateur des microtubules, formé de deux centrioles perpendiculaires entourés de matériel péricentriolaire.

Question 19

Question : Qu’est-ce que l’hydroxyurée et comment agit-elle ?

Answer 19

Hydroxyurée : Inhibe l’ADN polymérase en bloquant la synthèse des désoxyribonucléotides.
Elle empêche la réplication de l’ADN, bloquant les cellules en début de phase S.

Question 20

Question : Comment utilise-t-on le BrdU pour analyser la phase S ?

Answer 20

BrdU (bromodésoxyuridine) : Analogue de la thymidine incorporé dans l’ADN pendant la réplication.
Les cellules en phase S marquées au BrdU sont détectées par immunofluorescence avec des anticorps anti-BrdU couplés à un fluorochrome.

Question 21

Question : Quelle méthode permet de mesurer le pourcentage de cellules en phase S ?

Answer 21

Cytométrie de flux : Détecte la fluorescence du BrdU et mesure la quantité d’ADN grâce au iodure de propidium (PI).
Les cellules en phase S ont une fluorescence intermédiaire entre G1 (2n ADN) et G2/M (4n ADN).

Question 22

Question : Quelle est la différence entre caryocinèse et cytocinèse ?

Answer 22

Caryocinèse : Division du noyau, incluant la séparation des chromosomes.

Cytocinèse : Division du cytoplasme, formant deux cellules filles distinctes.

Question 23

Question : Quand les histones majeures sont-elles produites ?

Answer 23

Les histones majeures sont produites exclusivement pendant la phase S pour empaqueter l’ADN répliqué.

Contrairement à la plupart des gènes, leur transcription et leur traduction sont étroitement synchronisées avec la réplication de l’ADN.

Les autres gènes peuvent être exprimés tout au long de l’interphase (phases G1, S, G2).

Question 24

Question : Comment s’effectue la rupture de l’enveloppe nucléaire en prométaphase ?

Answer 24

Mécanisme physique :
Les microtubules et la dynéine exercent une force mécanique sur l’enveloppe nucléaire près des centrosomes.
Cela crée des invaginations fragilisant la structure.

Mécanisme moléculaire :
Phosphorylation des lamines et nucléoporines par le complexe Cycline B/CDK1.
Dépolymérisation des lamines et désassemblage des complexes des pores nucléaires (CPN).

Question 25

Question : Qu’est-ce qu’un kinétochore ?

Answer 25

Réponse : Une structure protéique située à la surface du centromère, permettant l’attachement des microtubules du fuseau mitotique.

Question 26

Question : Quel est le rôle de CENP-A dans le centromère ?

Answer 26

Réponse : CENP-A est une variante de l’histone H3 présente au centromère. Elle est essentielle pour l’assemblage du kinétochore et pour la cohésion des chromatides sœurs.

Question 27

Question : Quels sont les types de microtubules dans le fuseau mitotique et leur rôle ?

Answer 27

MTs astraux : Relient le fuseau au cortex cellulaire, interviennent dans l’orientation du fuseau.

MTs kinétochoriens : Attachent les kinétochores aux pôles.

MTs interpolaires : Relient les deux pôles pour stabiliser le fuseau.

MTs chromosomiques : Connectent les bras des chromosomes aux pôles.

Question 28

Question : Quels points sont vérifiés en métaphase avant la transition vers l’anaphase ?

Answer 28

Tous les chromosomes doivent être bi-orientés (attachés aux deux pôles).

Les chromosomes doivent être alignés sur la plaque métaphasique.

Les kinétochores doivent être orientés vers les pôles opposés.

Question 29

Question : Quelle est la différence entre l’anaphase A et l’anaphase B ?

Answer 29

Anaphase A : Migration des chromatides sœurs vers les pôles grâce au raccourcissement des MTs kinétochoriens.

Anaphase B : Éloignement des pôles du fuseau par polymérisation des MTs interpolaires et action des moteurs moléculaires.

Question 30

Question : Qu’est-ce que le midbody (corps intermédiaire) ?

Answer 30

Réponse : Une structure composée de microtubules interpolaires persistants après la mitose, facilitant la fusion des vésicules et la séparation des cellules filles lors de la cytodiérèse.

Question 31

Question : Comment se déroule la cytodiérèse selon les organismes ?

Answer 31

Animaux : Anneau contractile d’actine/myosine qui étrangle la cellule.

Végétaux : Formation de la plaque cellulaire par fusion de vésicules golgiennes au centre.

Levures : Formation d’un septum et contraction d’un anneau contractile (comme chez les animaux).

Question 32

Question : Quelle est la différence entre une mitose ouverte et une mitose fermée ?
(cas spécial des levures)

Answer 32

Mitose ouverte : Désassemblage de l’enveloppe nucléaire (organismes pluricellulaires).

Mitose fermée : L’enveloppe nucléaire reste intacte, le fuseau mitotique se forme à l’intérieur (levures comme S. pombe).

Question 33

Question : Comment agissent les CDKI sur le cycle cellulaire ?

Answer 33

Les CDKI, (comme p21, p27 ou p16) inhibent les complexes cycline/CDK en :

Bloquant la formation du complexe.

Inhibant l’activité kinase du complexe déjà formé.

Permettant un arrêt du cycle pour réparation ou différenciation.