Le cycle cellulaire 2 Flashcards
Comment est empêché l’enclenchement d’une nouvelle réplication de l’ADN ?
La cycline E va être détruite par polyubiquitinylation et la dissociation des complexes de pré-réplication
Que se passe-t-il en G2 moléculairement parlant ?
Le complexe cycline B-CDK1 prend le relais et il y a activation de la MPF (Mitosis Promoting Factor)
Depuis quand est connu le noyau ?
1830
En quoi consistent les observations pionnières de la division nucléaire ?
Par qui et quand a été faite la première description de la mitose ?
Ce fut en 1882 par Walther Flemming
Grâce à quoi cette observation a été rendue possible ?
Grâce aux évolutions techniques :
- les colorants : carmine, hématoxyline, dérivés de l’aniline - éosine
- l’évolution des microscopes : objectif à immersion -> observation x 1000
Quelles sont les 2 grandes étapes de la mitose ?
1) la caryocinèse ou division du noyau
2) la cytocinèse (= cytokinèse, cytodiérèse) ou division du cytoplasme
Quelles sont les étapes de la caryocinèse ?
Quelle est la construction essentielle au déroulement de la mitose ?
Le fuseau mitotique microtubulaire
Quelle est la fonction du fuseau mitotique microtubulaire ?
Il assure le partage équilibré (“ségrégation”) des chromatides dupliquées en S entre les cellules filles
Quand commence la mise en place du fuseau mitotique microtubulaire ?
Elle commence à l’interphase
Quel est l’origine du fuseau mitotique ?
Le centrosome est à l’origine du fuseau mitotique
Comment est l’agencement des microtubules au cours du cycle cellulaire ?
Il évolue au cours du cycle cellulaire
Comment est l’agencement du cycle cellulaire en phase G0 ?
Il y a un seul centrosome avec 2 centrioles et des microtubules longs
Qu’induit le passage en G1 ?
Il y a séparation des centrioles dans le processus de “désorientation” ou “découplage” des centrioles influencé par le complexe cycline E/CDK2
Qu’est-ce qui passe en S au niveau des centrioles ?
Il y a duplication des centrioles
Que se passe-t-il en G2 au niveau des centrioles ?
L’élongation des centrioles se poursuit et se termine par la maturation des centrosomes, s’accompagnant de l’activation de la Polo-Kinase (ser/thr kinase) jouant un rôle important dans le déclenchement de la mitose
Quand est-ce que s’active cette kinase ?
Lorsque les centrosomes sont dans un état de maturation correct
Que se passe-t-il en phase mitotique ?
Les 2 centrosomes sont bien séparés formant des microtubules courts, ils sont aussi appelés asters et forment alors les deux pôles du fuseau mitotique
Vue générale
Que se passe-t-il en prophase au niveau nucléaire ?
Il y a condensation des chromosomes par phosphorylation des histones et des condensines, le nucléole devient indiscernable, l’enveloppe nucléaire est toujours présente mais fragilisée
Que se passe-t-il au niveau cytoplasmique de la cellule dans la prophase ?
Il y a disparition transitoire des ultrastructures, préparant le mouvement à venir des asters et des chromosomes
Quelles sont les ultrastructures concernées ?
- le cytosquelette
- le système endomembranaire
- le réseau mitochondrial
Que se passe-t-il au niveau du cytosquelette ?
Un réarrangement total du cytosquelette
Décrivez ce réarrangement
Il y a raccourcissement des microtubules en étoile autour des asters et dépolymérisation des filaments intermédiaires en leurs monomères par phosphorylation
Que se passe-t-il au niveau du système endomembranaire ?
Il y a réarrangement du système endomembranaire en lien avec la réorganisation microtubulaire
Décrivez ce réarrangement
- contraction du réticulum endomembranaire : regroupé autour des microtubules courts qui rayonnent autour des deux asters et s’orientera plus tard le long des microtubules du fuseau mitotique
- fragmentation de l’appareil de golgi
Que se passe-t-il au niveau du réseau mitochondrial ?
Il y a un remaniement du réseau mitochondrial avec fragmentation des mitochondries (“fission mitochondriale”)
Que se passe-t-il au niveau du trafic vésiculaire pendant la mitose ?
Il y a arrêt du trafic vésiculaire : l’appareil de golgi se retrouve sous forme de vésicules golgiennes passant à travers l’encombrement qu’il créait à cause de phosphorylation et microtubules courts
Que facilite le remaniement des ultrastructures ?
Ces ultrastructures causant un certain encombrement vont être remaniées pour le déplacement des “asters” = futurs pôles du futur fuseau mitotique de part et d’autre du noyau
Comment sont positionnés les asters dans la cellule ?
Ils sont suspendus et accrochés aux filaments d’actine sous la membrane plasmique grâce à leurs microtubules astraux
Comment les asters se déplacent-ils ?
Grâce à un mécanisme moteur : les asters se repoussent par les microtubules grâce à leur dynéine et kinésine
Que se passe-t-il en prémétaphase ?
- poursuite de la condensation des chromosomes
- rupture de l’enveloppe nucléaire
- formation du fuseau mitotique
Comment se fait la rupture de l’enveloppe nucléaire ?
- dépolymérisation de la lamina par phosphorylation de celle-ci
- désassemblage des pores nucléaires induisant la fragilisation de l’enveloppe
Comment les dynéines participent-elles aussi à la rupture de l’enveloppe nucléaire ?
Par la traction de celles-ci vers l’extrémité négative des microtubules, équipés d’un site de fixation à l’enveloppe nucléaire et de têtes motrices
Après la rupture de l’enveloppe nucléaire en prémétaphase, que lui arrive-t-il ?
Il y a vascularisation de celle-ci même si certaines nucléoporines, lamines B y restent attachées
Qu’induit cette rupture et vascularisation de l’enveloppe nucléaire ?
La libération des chromosomes bichromatidiens condensés dans le cytoplasme
Par quoi est rendue possible la capture des chromosomes bichromatidiens ?
Par la disparition de l’enveloppe nucléaire, du RE, Golgi et des FI (filaments intermédiaires)
Comment les microtubules peuvent atteindre les chromosomes ?
Ils sont en instabilité dynamique par phosphorylation des MAP stabilisatrices qui se détachent des microtubules
Décrivez le fuseau mitotique
Chaque chromosomes bichromatidien est capté par des microtubules provenant de chaque pôle et aligné dans le plan équatorial de la cellule
Qu’est-ce que la kinétocore ?
C’est le point d’ancrage des microtubules sur les chromatides
Combien de microtubules s’y attachent ?
30 à 40 microtubules
Combien de protéines participent à ce kinétochore ?
Environ 80 protéines
Que permettent les interactions microtubules - kinétochore ?
Elles stabilisent les microtubules dont la demi-vie passe de 30 secondes à 10 minutes
En métaphase de quoi est constitué le fuseau mitotique ?
1) les microtubules pôle-membrane plasmique : astraux
2) les microtubules pôle-kinétochore : kinétochoriens
3) les microtubules pôle-pôle : polaires
Quelle est la particularité de la métaphase dans le cycle cellulaire ?
Il y a le 3e point de contrôle
Que permet l’anaphase A ?
Elle permet la séparation et migration des chromatides : les chromosomes bichromatidiens redeviennent monochromatidiens
Que permet l’anaphase B ?
Elle permet l’éloignement des pôles du fuseau
Comment se fait le raccourcissement des microtubules au niveau de la chromatide ?
La partie du microtubule attachée à la chromatide va être clivée par la katanine, et la dynéine va tracter la molécule tout en dépolymérisant le microtubule grâce à la kinésine du kinétochore ou centromère
Comment se fait le raccourcissement des microtubules au niveau du centrosome ?
Le microtubule est lui aussi clivé par la fidgetin/spastin, et la partie clivée va par la suite se faire dépolymériser par une kinésine
Comment se fait l’anaphase B ?
Elle se fait grâce à la force de répulsion exercée par les microtubules polaires et les kinésines et par la force d’attraction exercée par les dynéines vers le cortex cellulaire
Que se passe-t-il lors de la télophase ?
1) reconstitution de l’enveloppe nucléaire
2) reconstitution du réseau microtubulaire à partir de chaque centrosome (ex-pôle du fuseau)
Que va permettre la reconstitution du réseau microtubulaire dans chacune des “cellules-filles” ?
- la réorganisation du Golgi et du RE
- la reprise du trafic vésiculaire
- la répartition aléatoire des mitochondries
Comment se passe la cytocinèse ?
- invagination de la membrane plasmique à l’anaphase avec apparition du sillon de division perpendiculaire au fuseau mitotique
- contraction d’un anneau d’actine sous-membranaire
- “étranglement” du cytoplasme -> corps intermédiaire
- séparation des cellules-filles = abscission
Qu’est-ce que le corps intermédiaire ?
C’est un pont intercellulaire connectant les deux cellules-filles jusqu’à abscission
Quelle est la durée moyenne de la mitose ?
1 heure
Comment se fait la transition G2-M ?
L’activation de MPF = B-CDK1 et le passage du 2e point de contrôle
Comment se fait l’activation du MPF ?
B-CDK1 formé en G2 va rentrer dans le noyau et se faire phosphoryler 3 fois sur son site activateur et sur ses deux sites inhibiteurs jusqu’à ce que la phosphatase CDC 25 C qui initialement dans le cytoplasme va entrer dans le noyau et déphosphoryler la PRE-MPF
Comment la phosphatase CDC 25 C va entrer dans le noyau ?
Elle va se faire phosphoryler par la Polo-kinase Plk1 activée grâce à la maturation des centrosomes ce qui va permettre à la phosphatase d’entrer dans le noyau et d’y rester
Pour quelles raisons la transition vers la mitose puisse être bloquée par le 2e point de contrôle ?
- maturation incomplète
- réplication ADN non terminée
- cassure de l’ADN
Quel est le processus de l’arrêt du cycle cellulaire en G2 par le 2e point de contrôle lorsque la réplication de l’ADN est non terminée ?
Il y a activation de la kinase ATR qui va transmettre le signal d’alerte en activant la kinase CHk1 qui va sortir du noyau et va phosphoryler la phosphatase CDC25C pour qu’une protéine du cytoplasme 14-3-3 de s’y attacher et de le retenir dans le cytoplasme
Quel est le processus de l’arrêt du cycle cellulaire en G2 par le 2e point de contrôle lorsqu’il y a cassure de l’ADN ?
Il y a activation d’ATM qui va activer p53 induisant la baisse d’expression de Plk1 et l’activation de p21 qui va bloquer MPF, si la lésion est trop importante la voie intrinsèque de l’apoptose est induite
Quelle est l’action du MPF actif ?
Le MPF actif est une kinase et va donc phosphoryler dans le noyau de nombreuses cibles protéiques substrates
Quelles sont les cibles du MPF actif ?
- les histones H1 condesines
- le cytosquelette et le Golgi/RE
- l’enveloppe nucléaire
Qu’induit la phosphorylation des histones H1 condensines ?
La condensation de la chromatine,
=> les chromosomes se condensent : le déplacement est facilité
Qu’induisent les phosphorylations du cytosquelette et du Golgi/RE ?
- la dépolymérisation des filaments intermédiaires
- la phosphorylation des MAP
- la vésicularisation du Golgi et du RE
=> Les obstacles sur le futur parcours des chromosomes et des asters disparaissent provisoirement
Qu’induit la phosphorylation de l’enveloppe nucléaire ?
La désorganisation de la lamina, la fragmentation de l’enveloppe nucléaire
=> les chromosomes sont libres et le fuseau mitotique peut s’organiser
Comment se déclenche l’anaphase ?
Elle est déclenchée par l’Anaphase promoting complex ou cyclosome (APC/C)
Qu’est-ce que l’APC/C ?
C’est une E3 ubiquitine ligase/transferase
Quelle est l’action de l’APC/C ?
Elle greffe des molécules ubiquitine sur des protéines adressées ainsi au protéasome pour y être détruites, elle est responsable de la protéolyse à la transition Métaphase - Anaphase
Quand se fait l’assemblage d’APC/C ?
Lors de la métaphase
Comment est activé APC/C ?
Par phosphorylation par MPF
Qu’ubiquitine APC/C ?
- avec CDH1 : cycline A et B
- avec Cdc20 : sécurine
Par quoi est caractérisée la transition méta-ana ?
Par la séparation des chromatides par la séparase
Comment est permise la cohésion des deux chromatides soeurs ?
Grâce aux cohésines (complexes)
Comment sont séparées les chromatides ?
L’APC/C couplé à la Cdc20 va ubiquitinyler la sécurine qui inhiber la séparase pour qu’elle s’y détache et la séparase va cliver les cohésines provoquant la séparation des chromatides : c’est l’anaphase A
Pour quelle raison le 3e point de contrôle va-t-il arrêter le cycle cellulaire ?
Si le fuseau mitotique en métaphase est anormal
Qu’induit un fuseau anormal, c’est-à-dire un chromosome non attaché aux 2 pôles du fuseau mitotique ?
Une perte ou gain de copie de gènes (= aneuploïdie) dans cellules-filles à l’origine de cancers
Quels sont les acteurs du 3e point de contrôle et où sont-ils attachés ?
Bub, Mad et CENP-E (protéines) au niveau du kinétochore
Qu’induit le passage de la métaphase à l’anaphase donc si tous les chromosomes sont attachés au fuseau ?
Les protéines du point de contrôle se détachent et ne bloquent plus la formation d’APC/C-Cdc20
Que se passe-t-il si le chromosome n’est pas fixé par des microtubules ?
CENP-E n’est donc pas lié aux microtubules et active le point de contrôle c’est-à-dire Bub1 qui va activer Mad1, qui va activer Mad2, qui va inhiber APC/C-Cdc20
Quelle suite après la mitose ?
- signaux inhibiteurs : passage en G0 = différenciation et arrêt des divisions
- facteur de croissance présent dans l’environnement -> G1
Par quelles grandes familles de gènes est contrôle le cycle cellulaire ?
Par les proto-oncogènes et les gènes suppresseurs de tumeurs
Que codent les proto-oncogènes ?
Ils codent les activateurs de la prolifération cellulaire (régulateurs positifs)
Que codent les gènes suppresseurs de tumeurs ?
Ils codent les freins de la prolifération cellulaire (régulateurs négatifs)
Quelle est la conséquence des mutations de ces gènes ?
Ces mutations sont responsables de l’apparition d’un cancer
Qu’est-ce que l’oncogenèse ?
C’est la genèse des cancers
De quoi résultent les cancers ?
De l’accumulation de mutations de nombreux gènes du cycle proboquées par des agents “mutagènes” (tabac, UV…) touchant à l’origine une seule cellule
En quoi consiste le cancer ?
La prolifération d’un clone cellulaire avec propriétés modifiées : cellules immortelles, invasives
Quelle est l’une des raisons de mieux connaître le cycle cellulaire ?
Cela permet de mieux traiter les cancers
Quels sont les traitements de cancer ciblant le cycle cellulaire ?
1) la chimiothérapie conventionnelle bloque la réplication de l’ADN
2) les nouvelles thérapies des cancers, dites ciblées pour bloquer la transmission de l’ordre cellulaire :
- facteur de croissance neutralisé si sécrété en trop grande quantité
- récepteur neutralisé si surexprimé
- voie de signalisation interrompue si anormale
