Dans les cellules normales, le contrôle des événements du cycle cellulaire se produit principalement de deux manières: les points de contrôle du cycle cellulaire et les régulateurs du cycle cellulaire. Points de contrôle du cycle cellulaire sont les étapes du cycle cellulaire eucaryote qui examinent les signaux internes et externes pour déterminer la progression du cycle cellulaire vers l'étape suivante. Régulateurs du cycle cellulaire permettre l'apparition du cycle cellulaire de manière séquentielle.

Le cycle cellulaire est la série d'événements qui se produisent au cours du cycle de vie d'une cellule. Les trois événements séquentiels du cycle cellulaire sont l'interphase, la phase mitotique et la cytokinèse. Pendant l'interphase, les organites, protéines et autres molécules nécessaires à la réplication de l'ADN doublent en quantités. Au cours de la phase mitotique, la division du noyau se produit. Au cours de la cytokinèse, la division du cytoplasme entourant les deux noyaux filles provoque la formation de deux cellules filles. Tous les événements du cycle cellulaire doivent être étroitement contrôlés afin d'assurer une division cellulaire appropriée. Par conséquent, une cellule doit passer par plusieurs cycles de points de contrôle afin de passer à l'étape suivante. Ces points de contrôle sont décrits dans cet article.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que le cycle cellulaire - Définition, étapes, fonction 2. Comment le cycle cellulaire est-il contrôlé dans les cellules normales – Contrôle du cycle cellulaire via des points de contrôle

Termes clés: cycle cellulaire, points de contrôle, cyclines, cytokinèse, interphase, phase mitotique

Qu'est-ce que le cycle cellulaire

Le cycle cellulaire est la série d'événements qui se déroulent dans la cellule, conduisant à la division de la cellule en deux cellules filles identiques. Les trois étapes du cycle cellulaire sont l'interphase, la phase mitotique et la cytokinèse. Généralement, la mitose est le type de division cellulaire qui se produit pendant le cycle cellulaire. La mitose donne deux cellules filles identiques à la cellule mère. Les cellules filles sont constituées de la même quantité de matériel génétique, d'organites et d'autres molécules que celle de la cellule mère. Les étapes du cycle cellulaire sont illustrées à la figure 1.

Figure 1: Cycle cellulaire

Interphase

La première phase du cycle cellulaire est l'interphase. La cellule se prépare à la prochaine division nucléaire pendant l'interphase. Les trois phases de l'interphase sont G₁ phase, phase S et phase G₂ phase. g₀ phase est la phase de repos de la cellule, existant avant l'entrée dans le cycle cellulaire. Une cellule dans le G₀ la phase entre dans le G₁ phase.

1. g₁ phase – Pendant G₁ phase, la synthèse des protéines se produit dans la cellule.
2. Phase S - Au cours de la phase S, la réplication de l'ADN et la synthèse des protéines histones se produisent.
3. g₂ phase – Pendant G₂phase, les organites se divisent.

Phase mitotique (M)

La deuxième phase du cycle cellulaire est la phase mitotique au cours de laquelle se produit la division du noyau. Les quatre phases de la phase mitotique sont la prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase.

1. Prophase - Au cours de la prophase, les chromatides sont condensées en chromosomes et elles sont alignées dans la plaque équatoriale. La formation de l'appareil à fuseau commence à la prophase et les microtubules sont attachés au centromère.
2. Métaphase - Les microtubules attachés au centromère sont contractés pour aligner les chromosomes homologues sur l'équateur cellulaire.
3. Anaphase - Une contraction supplémentaire des microtubules entraîne la séparation des chromosomes homologues les uns des autres.
4. Télophase - Au cours de la télophase, les chromosomes individuels se déplacent dans les pôles opposés de la cellule. De nouvelles membranes nucléaires se forment autour des deux noyaux filles.

Cytokinèse

La troisième ou la dernière étape du cycle cellulaire est la cytokinèse. Au cours de la cytokinèse, le cytoplasme ainsi que les organites sont divisés en deux de manière à peu près égale.

Comment le cycle cellulaire est-il contrôlé dans les cellules normales

Les événements du cycle cellulaire doivent être contrôlés afin d'assurer la bonne division de la cellule mère, produisant deux cellules filles identiques. Le contrôle des événements du cycle cellulaire se produit principalement de deux manières: les points de contrôle du cycle cellulaire et les régulateurs du cycle cellulaire.

Points de contrôle du cycle cellulaire

Les points de contrôle du cycle cellulaire sont les étapes du cycle cellulaire eucaryote qui examinent les signaux internes et externes pour déterminer la progression du cycle cellulaire vers l'étape suivante. Les signaux internes peuvent être des molécules de signalisation et les signaux externes peuvent être des signaux de dommages à l'ADN. g₁ point de contrôle, le G₂ Le point de contrôle et le point de contrôle de l'assemblage de la broche sont les trois points de contrôle les plus importants du cycle cellulaire.

1. g₁ point de contrôle – G₁ point de contrôle se produit à la transition de G₁/S. La présence de matières premières suffisantes pour la réplication de l'ADN est vérifiée au G₁ C'est l'étape limitante du cycle cellulaire connue sous le nom de point de restriction. Par conséquent, le G₁ Le point de contrôle sert de point de décision principal de la progression du cycle cellulaire.
2. g₂ point de contrôle – G₂ point de contrôle se produit à la transition de G₂/M. en sol₂ point de contrôle, l'intégrité de l'ADN et la réplication de l'ADN sont vérifiées.
3. Point de contrôle d'assemblage de broche - Le point de contrôle d'assemblage de broche est également connu sous le nom de point de contrôle mitotique; ici, la fixation correcte des microtubules du fuseau aux chromosomes est vérifiée. Le point de contrôle de l'assemblage du fuseau se produit à la phase mitotique.

La régulation du cycle cellulaire par des points de contrôle et des cyclines est illustrée à la figure 2.

Figure 2: Points de contrôle et cyclines

Régulateurs du cycle cellulaire

Les cyclines et les kinases dépendantes des cyclines (CDK) sont les deux types de molécules régulatrices qui permettent l'apparition du cycle cellulaire de manière séquentielle. Les cyclines et les CDK fonctionnent de manière interactive. Les cyclines sont des protéines qui produisent des sous-unités régulatrices tandis que les CDK sont les enzymes qui produisent des sous-unités catalytiques. Le G₁ Le complexe cycline-CDK prépare le G₁ cellule de phase pour la phase S en favorisant l'expression de facteurs de transcription qui favorisent les cyclines S. g₁ Le complexe cycline-CDK dégrade également les inhibiteurs de la phase S. Les cyclines exprimées au cours de chaque étape du cycle cellulaire sont illustrées à la figure 3.

Figure 3: Cycle d'expression des cyclines

La cycline D-CDK4/6 régule le timing du G₁ phase. Il est activé par G₁ complexe cycline-CDK. Le complexe cycline E-CDK2 pousse la cellule de G₁ à la phase S (G₁/S transition). La cycline A-CDK2 inhibe la réplication de l'ADN de la phase S en désassemblant le complexe de réplication. Un grand pool de cycline A-CDK2 active le G₂ phase. La cycline B-CDK2 pousse G₂ phase à la phase M (G₂/M transition).

Conclusion

Le cycle cellulaire est une série d'événements qui se produisent au cours du cycle de vie d'une cellule. Les trois étapes du cycle cellulaire sont l'interphase, la phase mitotique et la cytokinèse. Chaque étape du cycle cellulaire doit être contrôlée afin d'assurer la bonne division de la cellule. Par conséquent, chaque étape est contrôlée par trois points de contrôle et divers complexes cycline-CDK.

Référence:

1. « Points de contrôle du cycle cellulaire ». Khan Academy, disponible ici. 2. « Régulateurs de cycle cellulaire ». Khan Academy, disponible ici.

Image de courtoisie:

1. "Cycle cellulaire animal-en" par Kelvinsong - Travail personnel (CC0) via Commons Wikimedia 2. "Cycle cellulaire 0332 avec cyclines et points de contrôle" par OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 3. "Figure 10 03 02" Par CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia