Cycle cellulaire et interphase : phases, régulation et points de contrôle

Structure du cycle cellulaire et trois périodes de l'interphase (G1, S, G2) : processus de synthèse, rôle des protéines kinases dépendantes des cyclines, de la protéine p53 et des points de restriction, lien entre les anomalies de régulation et la croissance tumorale.

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Cycle cellulaire et cycle vital de la cellule

Le cycle cellulaire est la période de vie d'une cellule entre deux divisions. Il ne faut pas le confondre avec le cycle vital, qui englobe le temps écoulé entre la naissance d'une cellule et sa mort. La division elle-même (mitose) ne représente qu'environ 10 % du cycle cellulaire, tandis que les 90 % restants sont occupés par l'interphase, qui correspond à la préparation à la division.

Dans l'organisme, la durée de présence des différentes cellules dans le cycle cellulaire est variable :

Structure de l'interphase

L'interphase comprend trois périodes successives :

L'objectif de l'interphase est une préparation correcte à la division et une transmission fidèle du matériel génétique aux cellules filles.

Période présynthétique (G1)

Commence immédiatement après la mitose. La cellule croît activement, restaure ses organites et son volume cytoplasmique ; on observe un métabolisme intense, ainsi qu'une synthèse de protéines, de lipides et de glucides. La période s'achève par la préparation à la réplication de l'ADN.

Les protéines kinases dépendantes des cyclines (CDK) jouent un rôle régulateur clé. Ce sont des enzymes qui assurent la phosphorylation des protéines et ne sont actives qu'en complexe avec des protéines régulatrices — les cyclines (groupes D, E, A, B). Les cyclines sont synthétisées tout au long du cycle et sont dégradées au début de l'anaphase.

Effets du complexecycline–CDK :

Exemple d'action des CDK : la régulation du facteur de transcription E2F. À l'état inactif, il est lié à la protéine du rétinoblastome (Rb). Les CDK, en présence d'ATP, phosphorylent Rb, libérant ainsi E2F, qui active la transcription des enzymes de réplication.

Point de restriction et rôle de la protéine p53

Il existe dans chaque période de l'interphase un point de restriction (point de contrôle) où l'intégrité de l'ADN est vérifiée. En cas de dommage à l'ADN, le gène P53 est activé et synthétise la protéine du même nom, laquelle :

Après le franchissement du point de restriction, la cellule entre en période S indépendamment des signaux externes. Les mutations de P53 conduisent à la division de cellules présentant des anomalies de l'ADN et à la formation de tumeurs. Les mutations dominantes du gène de la protéine du rétinoblastome entraînent le développement d'un rétinoblastome, car E2F reste constamment libre et la cellule entre continuellement dans le cycle.

Période synthétique (S)

Au cours de la période S se produisent :

Les anomalies de réplication sont associées à des pathologies telles que le syndrome de Louis-Bar (ataxie-télangiectasie), caractérisé par des dilatations capillaires et des troubles de la coordination, ainsi que le xeroderma pigmentosum.

Période postsynthétique (G2) et MPF

Au cours de la période G2 sont réalisés :

Le MPF n'exerce ses effets qu'en prophase de la mitose :

Rapport nucléoplasmique selon les périodes

La dynamique de croissance cellulaire se reflète dans le rapport nucléoplasmique :

Points clés

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