Centriole: définition, fonction et structure

Si vous avez survécu au cours de biologie, vous vous souvenez peut-être d'avoir regardé des photos granuleuses de structures cellulaires, telles que des centrioles. Comme son nom l'indique, un centriole est généralement situé près du centre d'une cellule. Le centriole est un organite, et il joue un rôle important dans la division cellulaire. Habituellement, les centrioles sont par paires et situés près du noyau.

Le centrosome contient les centrioles de la cellule. Également connu sous le nom de centre organisateur des microtubules, le centrosome est un organite. Il a une paire de centrioles. Un centriole a généralement neuf faisceaux de microtubules, qui sont des tubes creux qui donnent leur forme aux organites, disposés en anneau. Cependant, certaines espèces ont moins de neuf faisceaux. Les microtubules sont parallèles les uns aux autres. Un paquet contient un ensemble de trois microtubules, qui sont fabriqués à partir d'une protéine appelée tubuline.

Situés près du centre de la cellule ou du noyau, les deux centrioles sont généralement l'un à côté de l'autre. Cependant, ils ont tendance à être orientés à angle droit les uns par rapport aux autres. Parfois, vous pouvez les voir étiquetées comme centriole mère et fille. En général, un centriole ressemble à un petit cylindre creux. Malheureusement, vous ne pouvez pas le voir tant que la cellule n'est pas prête à commencer la division.

En plus des centrioles, le centrosome contient du matériel péricentriolaire (PCM). C'est une masse de protéines, qui entoure les deux centrioles. Les chercheurs pensent que les centrioles sont capables d'organiser les protéines.

La fonction principale d'un centriole est d'aider les chromosomes à se déplacer à l'intérieur de la cellule. L'emplacement des centrioles dépend de la division ou non de la cellule. Vous pouvez trouver des centrioles actifs pendant la mitose et la méiose. La mitose est la division cellulaire qui conduit à deux cellules filles avec le même nombre de chromosomes que la cellule mère d'origine. D'autre part, la méiose est une division cellulaire qui conduit à des cellules filles avec la moitié du nombre de chromosomes que la cellule mère d'origine.

Lorsqu'une cellule est prête à se diviser, les centrioles se déplacent vers les extrémités opposées. Au cours de la division cellulaire, les centrioles peuvent contrôler la formation de fibres fusiformes. C'est à ce moment qu'un fuseau mitotique ou un appareil à fuseau se forme. On dirait des groupes de fil sortant des centrioles. Le fuseau est capable de séparer les chromosomes et de les séparer.

Les centrioles sont actifs dans des phases spécifiques de la division cellulaire. Pendant la prophase de la mitose, le centrosome se sépare, de sorte qu'une paire de centrioles peut se déplacer vers les côtés opposés de la cellule. À ce stade, les centrioles et le matériel péricentriolaire sont appelés asters. Les centrioles forment des microtubules, qui ressemblent à des fils et sont appelés fibres fusiformes.

Les microtubules commencent à se développer vers l'extrémité opposée de la cellule. Ensuite, certains de ces microtubules se fixent aux centromères des chromosomes. Une partie des microtubules aidera à séparer les chromosomes, tandis que les autres aideront la cellule à se diviser en deux. Finalement, les chromosomes s'alignent au milieu de la cellule. C'est ce qu'on appelle la métaphase.

Ensuite, pendant l'anaphase, les chromatides sœurs commencent à se séparer et les moitiés se déplacent le long des fils des microtubules. Au cours de la télophase, les chromatides se déplacent vers les extrémités opposées de la cellule. A ce moment, les fibres fusiformes des centrioles commencent à disparaître car elles ne sont pas nécessaires.

Les centrioles et les centromères ne sont pas les mêmes. Un centromère est une région sur un chromosome qui permet la fixation des microtubules du centriole. Lorsque vous regardez une image d'un chromosome, le centromère apparaît comme la zone rétrécie au milieu. Dans cette région, vous pouvez trouver de la chromatine spécialisée. Les centromères jouent un rôle essentiel dans la séparation des chromatides lors de la division cellulaire. Il est important de noter que bien que la plupart des manuels de biologie montrent le centromère au milieu du chromosome, la position peut varier. Certains centromères sont au milieu, tandis que d'autres sont plus proches des extrémités.

Vous pouvez également voir des centrioles aux extrémités basales des flagelles et des cils, qui sont des projections sortant d'une cellule. C'est pourquoi ils sont parfois appelés corps basaux. Les microtubules dans les centrioles constituent le flagelle ou le cil. Les cils et les flagelles sont conçus soit pour aider la cellule à se déplacer, soit pour l'aider à contrôler les substances qui l'entourent.

Lorsque les centrioles se déplacent vers la périphérie d'une cellule, ils peuvent organiser et former les cils et les flagelles. Les cils ont tendance à être composés de nombreuses petites projections. Ils peuvent ressembler à de petits poils recouvrant une cellule. Quelques exemples de cils sont les projections sur la surface des tissus de la trachée d'un mammifère. En revanche, les flagelles sont différents et n'ont qu'une seule longue projection. Il ressemble souvent à une queue. Un exemple de cellule avec un flagelle est un spermatozoïde de mammifère.

La plupart des cils et flagelles eucaryotes ont des structures internes similaires constituées de microtubules. Ils sont appelés microtubules doublets et sont disposés en neuf plus deux. Neuf microtubules doublets, constitués de deux morceaux, entourent deux microtubules internes.

Seules les cellules animales ont des centrioles, donc les bactéries, les champignons et les algues n'en ont pas. Certaines plantes inférieures ont des centrioles, mais pas les plantes supérieures. Généralement, les plantes inférieures comprennent les mousses, les lichens et les hépatiques car elles n'ont pas de système vasculaire. D'autre part, les plantes supérieures ont ce système et comprennent des arbustes, des arbres et des fleurs.

Lorsque des mutations se produisent dans les gènes responsables des protéines présentes dans les centrioles, des problèmes et des maladies génétiques peuvent survenir. Les scientifiques pensent que les centrioles peuvent en fait contenir des informations biologiques. Il est important de noter que dans un ovule fécondé, les centrioles ne proviennent que du sperme du mâle car l'ovule d'une femelle ne les contient pas. Les chercheurs ont découvert que les centrioles originaux du sperme sont capables de survivre à plusieurs divisions cellulaires dans l'embryon.

Bien que les centrioles ne soient pas porteurs d'informations génétiques, leur persistance dans un embryon en développement signifie qu'ils peuvent apporter d'autres types d'informations. La raison pour laquelle les scientifiques s'intéressent à ce sujet est le potentiel qu'il recèle pour comprendre et traiter les maladies associées aux centrioles. Par exemple, les centrioles qui ont des problèmes dans le sperme d'un mâle peuvent être transmis à l'embryon.

Les chercheurs ont découvert que les cellules cancéreuses ont souvent plus de centrioles que nécessaire. Non seulement ils ont des centrioles supplémentaires, mais ils en ont aussi des plus longs que la normale. Cependant, lorsque les scientifiques ont retiré les centrioles des cellules cancéreuses dans une étude, ils ont découvert que les cellules pouvaient continuer à se diviser à un rythme plus lent. Ils ont appris que les cellules cancéreuses ont une mutation dans p53, qui est un gène qui code pour une protéine responsable du contrôle du cycle cellulaire, afin qu'elles puissent toujours se diviser. Les scientifiques pensent que cette découverte contribuera à améliorer les traitements contre le cancer.

Le syndrome bucco-facial-digital (OFD) est une maladie génétique également abrégée en OFDS. Cette maladie congénitale se produit en raison de problèmes de cils qui entraînent des problèmes de signalisation. Les chercheurs ont découvert que des mutations dans deux gènes, OFD1 et C2CD3, peuvent entraîner des problèmes de protéines dans les centrioles. Ces deux gènes sont responsables de la régulation des centrioles, mais des mutations empêchent les protéines de fonctionner normalement. Cela conduit à des cils défectueux.

Le syndrome bucco-facial-digital provoque des anomalies du développement chez l'homme. Elle affecte la tête, la bouche, la mâchoire, les dents et d'autres parties du corps. En général, les personnes atteintes de cette maladie ont des problèmes avec la cavité buccale, leur visage et leurs doigts. L'OFDS peut également conduire à des déficiences intellectuelles. Il existe différents types de syndrome bucco-facial-digital, mais certains sont difficiles à distinguer les uns des autres.

Certains des symptômes de l'OFDS comprennent une fente palatine, une fente labiale, une petite mâchoire, une perte de cheveux, des tumeurs de la langue, yeux écarquillés, chiffres supplémentaires, convulsions, problèmes de croissance, maladies cardiaques et rénales, poitrine et peau enfoncées lésions. Il est également courant que les personnes atteintes d'OFDS aient des dents supplémentaires ou manquantes. On estime qu'une naissance sur 50 000 à 250 000 entraîne un syndrome bucco-facial-digital. Le syndrome OFD de type I est le plus courant de tous les types.

Un test génétique peut confirmer le syndrome bucco-facial-digital car il peut montrer les mutations génétiques qui le provoquent. Malheureusement, cela ne fonctionne que pour diagnostiquer le syndrome OFD de type I et pas les autres types. Les autres sont généralement diagnostiqués en fonction des symptômes. Il n'y a pas de remède pour l'OFDS, mais la chirurgie plastique ou reconstructive peut aider à corriger certaines des anomalies faciales.

Le syndrome bucco-facial-digital est une maladie génétique liée à l'X. Cela signifie qu'une mutation se produit sur le chromosome X, qui est hérité. Quand une femme a une mutation sur au moins un chromosome X sur deux, elle aura le trouble. Cependant, comme les hommes n'ont qu'un seul chromosome X, s'ils subissent une mutation, celle-ci a tendance à être mortelle. Il en résulte que plus de femmes que d'hommes ont un OFDS.

Le syndrome de Meckel-Gruber, également appelé syndrome de Meckel ou syndrome de Gruber, est une maladie génétique. Elle est également causée par des défauts des cils. Le syndrome de Meckel-Gruber affecte différents organes du corps, notamment les reins, le cerveau, les doigts et le foie. Les symptômes les plus courants sont une protrusion sur une partie du cerveau, des kystes rénaux et des doigts supplémentaires.

Certaines personnes atteintes de cette maladie génétique présentent des anomalies faciales et crâniennes. D'autres ont des problèmes de cerveau et de moelle épinière. En général, de nombreux fœtus atteints du syndrome de Meckel-Gruber meurent avant la naissance. Ceux qui sont nés ont tendance à vivre peu de temps. Habituellement, ils meurent d'insuffisance respiratoire ou rénale.

On estime qu'un bébé sur 3 250 à 140 000 souffre de cette maladie génétique. Cependant, il est plus fréquent dans certaines parties du monde et dans certains pays. Par exemple, il survient chez une personne sur 9 000 d'ascendance finlandaise, une personne sur 3 000 d'ascendance belge et une personne sur 1 300 d'ascendance indienne gujarati.

La plupart des fœtus sont diagnostiqués pendant la grossesse, lorsqu'une échographie est effectuée. Il peut montrer l'anomalie cérébrale qui ressemble à une protubérance. Les femmes enceintes peuvent également subir un prélèvement de villosités choriales ou une amniocentèse pour vérifier le trouble. Un test génétique peut également confirmer le diagnostic. Il n'y a pas de remède pour le syndrome de Meckel-Gruber.

Des mutations dans plusieurs gènes peuvent conduire au syndrome de Meckel-Gruber. Cela crée des protéines qui ne peuvent pas fonctionner correctement et les cils sont affectés négativement. Les cils ont des problèmes structurels et fonctionnels, qui provoquent des anomalies de signalisation à l'intérieur des cellules. Le syndrome de Meckel-Gruber est une maladie autosomique récessive. Cela signifie qu'il y a des mutations sur les deux copies d'un gène dont hérite le fœtus.

Johann Friedrich Meckel a publié certains des premiers rapports de cette maladie dans les années 1820. Ensuite, G.B. Gruber a publié ses rapports sur la maladie dans les années 1930. La combinaison de leurs noms est maintenant utilisée pour décrire le trouble.

Les centrioles sont des organites importants à l'intérieur des cellules. Ils font partie de la division cellulaire, des cils et des flagelles. Cependant, lorsque des problèmes surviennent, ils peuvent entraîner plusieurs maladies. Par exemple, lorsqu'une mutation dans un gène provoque des dysfonctionnements protéiques qui affectent les cils, elle peut entraîner de graves troubles génétiques qui sont mortels. Les chercheurs continuent d'étudier les centrioles pour en savoir plus sur leur fonction et leur structure.