I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 3- LA MITOSE: MECANISMES CELLULAIRES & MOLECULAIRES

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1 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 3- LA MITOSE: MECANISMES CELLULAIRES & MOLECULAIRES 3.3- Prométaphase : définie par le début de la capture des kinétochores par les microtubules Ran-GTP et l'effet chromatine stimulation de la nucléation changements de la dynamique des MT capture des chromosomes par les MT, attachement monopolaire puis bipolaire vent polaire mécanisme de facilitation de capture, mise sous tension du fuseau

2 Pro-métaphase : enveloppe nucléaire rompue, capture des kinétochores par les microtubules Clichés : C. Rieder

3 Pro-métaphase : rôle des protéines d import dans la formation du fuseau début de capture des kinétochores par les microtubules Fuseau mitotique: dynéine cytoplasmique au moins 7 kinésines des MAP MT kinétochoriens: jusqu à 80% des MT MT interpolaires MT astraux Clichés : C. Rieder

4 Cleveland, Cell, 2003

5 Aurora B favorise l attachement correct des microtubules aux kinétochores en défavorisant ceux qui sont incorrects Fibres K stables

6 Alignement des chromosomes sur la plaque métaphasique

7 Le point de contrôle mitotique Mitotic checkpoints: from yeast to cancer Katja Wassmann and Robert Benezra, Current Opinion in Genetics and Development 2001, 11:83-90

8 Rieder et Cole, 1998

9 Les microtubules oscillent autour de la future plaque métaphasique Les moteurs attachés aux kinétochores déplacent les chromosomes : vers l extrémité (-) des MT qui raccourcissent : dynéine Vers l extrémité (+) des MT qui s allongent : kinésine CENP- E Les bras comportent une chromokinésine qui les associent aux MT

10 Mouvement du chromosome Cleveland, Cell, 2003

11 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 3- LA MITOSE: MECANISMES CELLULAIRES & MOLECULAIRES 3.3- Métaphase : alignement des chromosomes, dynamique des MT en métaphase, point de contrôle du fuseau : «Spindle- Assembly Checkpoint»

12 Métaphase: mise sous tension des kinétochores et vent polaire Microscopie électronique à haut voltage Clichés : C. Rieder

13 MT en métaphase Les chromosomes s alignent sur le plan équatorial Extrémités + dynamiques Fibres K: faisceaux de MT attachés au kinétochore MT astraux: orientation et localisation du fuseau

14 Mise sous tension des MT en métaphase Forces de tension Flux de tubuline (c) Vent polaire (forces d éjection polaire)

15 FUSEAU CINETIQUE 2-3mm/min Démonstration du flux de tubuline : Fluorescent speckles in a Xenopus extract spindle. La tubuline marquée à la rhodamine (rouge) génère des «repères» qui peuvent être suivis au court du temps. ADN : vert (A. Desai, P. Maddox and the MBL Cell Division Group.) D après Mitchison et Salmon Nature Cell Biology 3, E17 - E21 (2001)

16 Expériences de photoblanchiment de la tubuline fluorescente MTOC Microtubules kinétochoriens contenant la Tubuline fluorescente Région blanchie par le laser Film du mouvement de la région photoblanchie

17 Flux de tubuline dans le fuseau de métaphase: Expérience de photo-activation de la tubuline fluorescente Photoactivation de la tubuline-fluorescéine encagée incorporée dans un fuseau formé dans un extrait de xénope. Une image toutes les 60 secondes. Vitesse du flux: 2 3 µm min-1, taille du fuseau: environ 40 µm. (T. Kapoor and the MBL Cell Division Group, Marine Biol. Lab., Woods Hole, Massachusetts) D après Mitchison et Salmon Nature Cell Biology 3, E17 - E21 (2001)

18 Taxol Inhibiteur de la dépolymérisation des microtubules du fuseau. arrêt du mouvement des chromosomes Inhibe l achèvement de la mitose. Drogue anticancéreuse

19 Nocodazole Inhibiteur de la polymérisation des microtubules du fuseau. empêche la capture des chromosomes Bloque les cellules en pseudo-métaphase

20 Les moteurs moléculaires impliqués dans la mitose Organisation des pôles Glissement - Focalisation des microtubules Kinésines : Bimc C-Terminal CHOI/MKLP1 Dynéines : Dynein/dynactin Transport des chromosomes Kinétochores Kinésines CENP-E Kid Dynéines : Dynein/dynactin Bras Kinésines chromokinesin Kid chromokinesin KIF4 Qualité de l interaction Kinésine MCAK/XKCM1 Kar9/APC?

21 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 3- LA MITOSE: MECANISMES CELLULAIRES & MOLECULAIRES 3.4- Transition métaphase anaphase (transition M/G1) : séparation des chromatides - Détection de la tension des kinétochores - Inactivation du point de contrôle du fuseau (spindle checkpoint ou kinetochore dependent checkpoint)

22 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 3- LA MITOSE: MECANISMES CELLULAIRES & MOLECULAIRES 3.5- Anaphase A et B : changement de dynamique des MT, ségrégation des 2 lots de chromosomes, mécanismes et contrôles Anaphase A: destruction des cohésines Anaphase B: éloignement des pôles Clichés : C. Rieder

23 Mise sous tension des kinétochores Intégration du signal Disparition de l épitope 3F3/2 au niveau du kinétochore 3F3/2 reconnaît une sous-unité de l APC

24 Anaphase A Séparation des chromatides due à la perte de cohésion

25 La destruction des cohésines dépend du point de contrôle du fuseau cohésine cohésine séparase séparase Protéolyse dépendante de l ubiquitine et du protéasome sécurine sécurine métaphase anaphase

26 L ubiquitination des protéines par les ubiquitine ligases Les E3 ubiquitine ligases: APC/C : anaphase promoting complex ou cyclosome SCF: Skp1 Culline protéine Fbox

27 Dégradation des protéines ubiquitinées par le protéasome Protéine

28 La destruction des cohésines dépend du point de contrôle du fuseau CENP-E Msp1 BubR1 Bub1 kinétochore

29 LA MITOSE G2/M M/G1 G2 prophase prométaphase métaphase anaphase télophase G1 condensation alignement décondensation chromosomes assemblage désassemblage fuseau mitotique disparition formation enveloppe nucléaire

30 I.- CYTOSQUELETTE & MITOSE 3- LA MITOSE: MECANISMES CELLULAIRES & MOLECULAIRES 3.6-Télophase : décondensation des chromosomes, reformation de l enveloppe nucléaire - Restauration progressive de l état interphasique - Inactivation des protéines kinases mitotiques (Aurora, polo-like et Cdk) Cytodiérèse