Le contrôle du cycle cellulaire
Le contrôle du cycle cellulaire
--> Des faits ...
L'observation en vidéomicroscopie de cellules vivantes révèle que :
- dans une même population cellulaire, les cellules se divisent plus ou moins vite...
- dans une même population cellulaire, certaines cellules meurent, d'autres ne se divisent pas ...
Le suivi du contenu en ADN des cellules montre que le cycle cellulaire peut s'arrêter en phase G1, G2 ou même en plein milieu de la mitose (métaphase)
--> Ces faits sont la manifestation et la signature de processus de régulation et de contrôle du cycle cellulaire.
Le tableau ci-après précise à quel moment du cycle cellulaire et de quelle façon s'exercent les processus de régulation et de contrôle
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Les étapes du cycle cellulaires
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G1
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S
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G2
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Mitose
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Ce qui est contrôlé
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Contrôle de la présence de conditions favorables à la croissance. Ce point de contrôle est appelé "point de départ" |
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Contrôle de la qualité de l'ADN obtenu par réplication qui a eu lieu en phase S. Ce point de contrôle est appelé "point d'entrée en mitose" |
Contrôle de la séparation correcte des chromatides des chromosomes |
| Les processus de contrôle |
- Gènes cdc et régulation du cycle cellulaire - facteurs de croissance et mise en route du cycle cellulaire (franchissement du "point de départ") - Protéine P53 et contrôle de l'intégrité de l'ADN en phase G1 et G2 - Complexe protéique Rad9 et contrôle de l'intégrité de l'ADN en phase G2 - Protéine Mad 2 et contrôle de la ségrégation des chromatides en anaphase de mitose |
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Le tableau ci-après présente les contextes "naturels" d'échappement au cycle cellulaire :
| SITUATION | Les conditions sont défavorables à la croissance (= absence de signaux prolifératifs ) | Les conditions sont favorables à la croissance favorables à la croissance mais la cellule a déjà effectué un certain nombre de divisions |
Présence d'un dommage cellulaire (qualité de l'ADN, état des chromsomes) non réparable |
| EVENEMENTS |
Quiescence en phase G0 Les cellules ne passent pas le point de départ et restent en phase G1 puis entrent dans une phase G0 de quiescence = elles quittent le cycle cellulaire. Elles passeront par une phase dite de compétence avant d'entrer à nouveau dans le cycle en phase G1.
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Sénescence en phase G0 Des cellules normales se divisent un certain nombre de fois (40 au maximum pour des cellules en culture) puis atteignent une phase où elles cessent de proliférer : elles deviennent sénescentes, entrent en phase G0 et n'en ressortiront jamais.
Ce phénomène est lié au comportement des télomères (séquences d'ADN répétitives situées à l'extrémité des chromosomes). La télomérase qui assure la réplication de ces séquences agit de façon moins précise et son activité dans les cellules somatiques diminue avec l'âge de la cellule. Il y a réduction progressive du nombre de séquences répétées d'ADN télomérique. |
Apoptose Les cellules démarrent un processus de mort cellulaire programmée. |
Le tableau ci-après présente des des situations de dérèglement du cycle cellulaire :
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Cause du dérèglement |
Conséquence |
| Mutation de la télomérase | La télomérase reste continuellement active quel que soit l'âge de la cellule, ce qui entraîne une cancérisation |
| Mutation du gène P53 |
La protéine P53 n'assure plus son rôle d'exonucléase et ne remplit plus son rôle de déclencheur de la mort cellulaire programmée. On estime que 50% des cas de cancers sont liés à des mutations du gène P53 |
| Mutation du gène Bub1 |
Le contrôle de la séparation des chromatides n'est plus assuré en mitose. Cette perte d'un point de contrôle en mitose entraîne des cas d'aneuploïdie associés à la plupart des cancers colo-rectaux. |
| Infection de l'organisme par un oncovirus |
Les oncovirus véhiculent des oncogènes qui sont souvent des versions altérées de gènes cellulaires qui ont été prélevé lors de l'infection virale. La version cellulaire du gène (proto-oncogène noté c-onc) intervenant dans le contrôle ou la différenciation cellulaire, la version virale du gène (v-onc) est capable de déchencher une prolifération anarchique de la cellule infectée et donc d'être à l'origine d'une tumeur. voir les produits des proto-oncogènes pour repérer les conséquences des mutations ou des surexpressions des proto-oncogènes sur le déroulement du cycle cellulaire |