DIVISIONS CELLULAIRES ET REGULATION

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1 DIVISIONS CELLULAIRES ET REGULATION I/ Mitose et cycle cellulaire : 1. Etapes de la mitose : Distribution des deux groupes de chromosomes en deux noyaux séparés et égaux. Elle aboutit à la réplication exacte de l'information génétique. Elle comprend les étapes suivantes (Figure 1) : -Prophase : Condensation des chromosomes, disparition de l'enveloppe nucléaire, éloignement des centrosomes et formation du fuseau mitotique. -Prométaphase : Capture des chromatides-sœurs de chaque chromosome par des microtubules des pôles opposés au niveau de leur kinétochore. -Métaphase : Achèvement de l'attachement bipolaire des chromosomes par leurs kinétochores et formation de la plaque métaphasique au plan équatorial de la cellule. -Anaphase : Séparation des deux chromatides-sœurs de chaque chromosome. Chaque chromatide devient ainsi un chromosome migrant vers un pôle. -Télophase : Reconstitution des enveloppes nucléaires et cytodiérèse. Au cours de la mitose, la quantité d ADN double au cours de l interphase par formation des chromatides de chaque chromosome et diminue de moitié au cours de la mitose après séparation des chromatides de chaque chromosome (Figures 2 et 3).

2 Figure 1 : Etapes de la mitose Figure 2 : Répartition de l ADN au cours de la division cellulaire

3 Figure 3 : Variation de la quantité d ADN 2. Cycle cellulaire : Le cycle cellulaire comporte 4 phases: la phase G1 (G : Gap), la phase S (incorporation de précurseurs radioactifs; 1950), la phase G2 et la phase M (chromosomes individualisés, 1800). Phase G1 ou phase de quiescence (diz aines, cent aines d heures, années): C est une phase de préparation de la phase S, sensible aux facteurs externes. Son milieu est un point de restriction ou point R. Le passage G1/S est soumis à un contrôle strict (Check point) Phase S ou phase de synthèse (6 à 20 heures): Est une phase de synthèse de l ADN, prolongée dans le cas des cellules cancéreuses ou lésions. Il y a activation des points de contrôle en G2 si persistance de lésions. Le passage G1/S est soumis à un contrôle strict (Check point) Phase G2 (1 à 4 heures): Au cours de cette phase, il y a formation de complexes moléculaires pour l entrée en mitose. Le point de contrôle G2/M vérifie l intégrité de l ADN Phase M ou phase de division (1 heure): Durant cette phase, une condensation des chromosomes a lieu (Figure 4). Tout ADN fixé à un centromère constitue un chromosome. En phase G1 il est formé d un chromosome constitué d une chromatide ou double brin d ADN. En phase G2, après la réplication d ADN il est formé de deux chromatides fixées au même centromère.

4 Figure 4 : Etapes du cycle cellulaire Le cycle cellulaire est régulé par des protéines non enzymatiques dont la synthèse varie au cours du cycle appelées cyclines et des protéines enzymatiques de type kinase dont l activité dépend des cyclines ou cdk pour cyclin dependant kinase. Exemples de complexes régulateurs: - Cdk4-cycline D et CdK2-cycline E /Rb permet le passage de G1/S - Cdk1-cycline B ou MPF permet l entrée en M (Figure 5). Figure 5 : Variations des taux cellulaires des protéines régulatrices du cycle cellulaire

5 Le cycle cellulaire est également régulé par des protéines permettant de surveiller l intégrité de l ADN, des protéines détectant des lésions telles que DDCP (DNA Damage Check Point) et des protéines localisant des erreurs de duplication et contrôlant la répartition équitable des 2 chromatides filles entre les 2 cellules (RCP, Replication Check Point et MCP, Mitotic Chek Point). II/ Méiose (gamètes, spores): 1. Etapes de la méïose : Elle permet la distribution des chromosomes en deux noyaux séparés et modifie la ploïdie des cellules (division de l'information génétique). Elle comporte 2 divisions successives : Méiose I (prophase, métaphase, anaphase et télophase I) et méiose II (prophase, métaphase, anaphase et télophase II). Les principaux évènements se déroulant au cours de ces phases sont : -Prophase I: L'ADN se condense sous forme de bâtonnets -Métaphase I: Les chromosomes migrent vers la zone équatoriale de la cellule -Anaphase I: Les chromosomes homologues sont séparés de part et d'autre de la cellule -Télophase I: Séparation des deux noyaux se séparent. -Prophase II: Condensation de l ADN -Métaphase II: Les chromatide migrent à l'équateur -Anaphase II: Séparation des chromatides de part et d'autre de la cellule -Télophase II: Formation de 4 noyaux de cellules à n chromosomes non dupliqués (Figure 6).

6 Cellules à 2 chromosomes Dédoublement des chromosomes Séparation des chromosomes dédoublés (division réductionnelle ou méïose I) Séparation des chromatides (division équationnelle ou méïose II) Figure 6 : Etapes de la division méïotique La quantité d ADN double au cours de l interphase de division I par formation des chromatides de chaque chromosome. Elle diminue 2x de moitié au cours de la séparation des chromosomes homologues (MI) puis des chromatides (MII).