Phase M: que se passe-t-il dans cette phase du cycle cellulaire ?

Les cellules sont les unités fondamentales de la vie, étant les entités les plus irréductibles qui conservent toutes les propriétés de base des êtres vivants, telles que l'activité métabolique et un moyen de reproduction. Tout comme les organismes entiers progressent à travers leur propre version d'un cycle de vie - naissance, maturation, reproduction, vieillissement et mort - les cellules individuelles ont leur propre cycle de vie, appelé à juste titre le cycle cellulaire.

(Certains êtres vivants, il faut le noter, ne sont constitués que d'une seule cellule, ce qui fait des propositions de « cycle de vie » et de « cycle cellulaire » qui se chevauchent complètement pour ces organismes.)

Les cellules des organismes complexes ne vivent pas aussi longtemps que les créatures dans lesquelles elles existent. Le cycle de vie cellulaire est généralement plus prévisible et plus facile à séparer en composants assez distincts que l'arc de vie d'un animal modérément complexe.

Ces étapes comprennent interphase

Même les plus redoutables actifs volcans passent beaucoup plus de temps en sommeil qu'en éruption, mais personne ne prête beaucoup d'attention aux périodes de repos. Dans un sens, les cellules sont comme ça: la mitose est de loin la partie la plus chargée et la plus dramatique du cycle cellulaire, mais la cellule passe en fait la plupart de son temps dans interphase. Cette phase elle-même comprend g₁, S et g₂ étapes.

Une cellule nouvellement créée entre dans la première écart (G₁) phase, au cours de laquelle tout le contenu cellulaire (par exemple, les mitochondries, le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi et d'autres organites) sauf les chromosomes sont dupliqués.

Dans la suite phase de synthèse (S), tous les chromosomes de la cellule – chez l'homme, il y en a 46 – sont dupliqués (ou répliqué, pour utiliser le jargon de la biochimie).

Dans la seconde écart (G₂) phase, la cellule effectue un contrôle de qualité sur elle-même, en analysant le contenu répliqué à la recherche d'erreurs et en apportant les correctifs nécessaires. La cellule passe ensuite au Phase M.

• Certaines cellules des tissus dans lesquels la prolifération et le renouvellement sont faibles, comme le foie, passent de longues périodes de temps dans une phase marquée g₀, avec cette « rampe de sortie » du cycle typique se produisant juste après la fin de la mitose.

Pendant l'interphase, la cellule grandit jusqu'à la taille dont elle a besoin pour se diviser, en faisant des copies de ses divers éléments par étapes distinctes. La fin du G₁ phase est signalée par une protéine, marquant ce qu'on appelle un G₁ point de contrôle.

Un G similaire₂ Le point de contrôle marque le début de la phase M. Il n'y a pas de S₁ point de contrôle, cependant. Dans certaines cellules, la phase S passe directement à la phase M.

Quand la cellule ne passe pas de temps à vérifier son travail dans un G programmé₂ phase, l'événement précédant directement la phase M est la réplication de l'ADN (la réplication des chromosomes) dans la phase S. Sinon, un G₂ phase de longueur variable occupe le point du cycle cellulaire juste avant le début de la mitose.

La mitose est un processus qui se produit dans des cellules eucaryotes (par exemple, les cellules végétales, les cellules de mammifères et celles d'autres animaux, les protistes et les champignons) et entraîne la production de deux cellules filles à partir d'une cellule mère, les cellules filles étant génétiquement identiques au parent et entre elles.

Il est donc asexué, contrastant avec méiose, un type de division cellulaire qui a lieu dans certaines cellules des gonades et implique la jonglerie et le brassage du matériel génétique. Son homologue dans le monde procaryote est fission binaire. Dans la plupart des cellules animales, le processus prend environ une heure – une petite fraction de la durée de vie d'une cellule typique.

Le mot « mitose » signifie « fil », car il décrit l'apparence microscopique des chromosomes qui se préparent à se diviser et qui se sont ainsi condensés en de longues structures d'apparence linéaire. Même sous un microscope puissant, les chromosomes en interphase, qui se trouvent de manière diffuse dans le noyau, sont très difficiles à visualiser.

Il est communément admis que la mitose fait référence à la division en moitiés égales de la cellule mère. Ce n'est pas le cas, car la mitose se réfère uniquement à des événements au sein du noyau impliquant des chromosomes. La division cellulaire dans son ensemble est appelée cytokinèse, tandis que la division nucléaire (y compris l'enveloppe nucléaire) est connue sous le nom caryocinèse.

Classiquement, les quatre nommés stades de la mitose inclure, dans l'ordre où ils se produisent, prophase, métaphase, anaphase et télophase. De nombreuses sources incluent une description détaillée d'une cinquième phase, prométaphase, qui est sans doute distinct de la prophase et de la métaphase.

Chacune de ces phases a ses propres merveilles complexes, qui seront détaillées bientôt. Mais il est souvent utile d'aligner mentalement chaque phase de mitose avec un bref texte de présentation sur ce qu'elle implique. Par example:

• Prophase : Une condensation chromosomique se produit.
• Prométaphase : Les broches s'attachent.
• Métaphase : Les chromosomes s'alignent.
• Anaphase : Les chromatides se séparent.
• Télophase : Réformes membranaires.

Quoi qu'il en soit, si un ami vous dit que la phase M a quatre sous-étapes et que quelqu'un d'autre prétend que c'est cinq, notez-le aux différences probables dans leurs âges (et donc quand ils ont appris la phase M à l'école) et les considérer tous les deux droite.

L'apparition de chromosomes condensés marque le début de la prophase, de la même manière que la formation de groupes distincts de personnes bavardes marque le début "officiel" d'un rassemblement social.

Lorsque la condensation de la chromatine transforme le matériel génétique en chromosomes entièrement formés, les chromatides sœurs de chaque chromosome répliqué peuvent être vues jointes au centromère entre eux. Le centromère est l'endroit où un kinétochore finira par se former sur chaque chromatide.

Aussi dans prophase, les deux centrosomes, qui ont été dupliqués en interphase, commencent à se déplacer vers les côtés opposés, ou pôles, de la cellule. Ce faisant, ils commencent à assembler les fuseau mitotique, qui consiste en fibres de fuseau fait de microtubules qui s'étendent des pôles de la cellule vers le centre et s'attachent aux kinétochores (entre autres structures).

Comme vous pouvez probablement le prévoir, les fibres du fuseau sont orientées parallèlement les unes aux autres et perpendiculairement à la ligne éventuelle de division chromosomique.

Aussi, chez de nombreux eucaryotes supérieurs, l'enveloppe nucléaire est dégradée sous l'action d'enzymes protéine kinase durant cette phase, et elle sera reconstruite de toutes pièces à la fin de la mitose en télophase.

Mais dans d'autres organismes, l'enveloppe nucléaire n'est jamais formellement démontée. Au lieu de cela, il est étendu avec la cellule dans son intégralité lorsque les chromosomes se séparent et sont soigneusement divisés en une seule fois.

Imaginez-vous debout dans un couloir complètement sombre, tâtonnant vers une banque d'interrupteurs d'éclairage dont vous savez qu'ils sont là mais dont vous ne pouvez pas deviner la position exacte. Mais vous voulez vraiment un verre d'eau de la cuisine, alors vous êtes persistant.

Cela se rapproche du comportement des fibres du fuseau lorsque leurs extrémités "s'étendent" et se développent vers les chromosomes des deux pôles de la cellule. "En espérant" se connecter aux kinétochores qui servent de locus de connexion des fibres du fuseau, on peut les voir apparaître pour sonder le cytoplasme, se rétracter et sonder un peu plus jusqu'à ce qu'ils atteignent enfin leurs cibles.

En peu de temps, les fibres fusiformes de chaque côté de la cellule se sont attachées au kinétochore de la chromatide de chaque paire qui se trouve du même côté de la cellule. Il n'y a aucune implication génétique de ce caractère aléatoire car chaque chromatide a exactement le même ADN que sa sœur.

Les fibres du fuseau initient alors un "tir à la corde" dans le but d'équilibrer finalement leurs efforts d'une manière qui laisse les centromères des chromosomes, et donc les chromosomes eux-mêmes, dans un type linéaire de alignement.

Au début de métaphase, la décomposition de l'enveloppe nucléaire se poursuit jusqu'à son terme, sauf, bien sûr, dans les cellules qui ne perdent pas du tout leurs membranes nucléaires. Mais l'étape déterminante de la métaphase, qui est généralement très courte, est que les chromosomes s'alignent le long du plan qui servira d'interface de division chromosomique.

Cette petite surface est appelée la plaque de métaphase, et, avec l'idée que la cellule est comme une très petite sphère à l'esprit, la position de cette plaque est le long de la équateur de la cellule.

Il est possible que plus d'un microtubule fusiforme s'attache à un kinétochore donné du même côté, mais au moins un microtubule kinétochore est attaché à chaque pôle. Une fois que les microtubules ont été engagés dans leur jeu de pousser-tirer suffisamment longtemps pour arriver à un état de tension équilibrée, les chromosomes arrêtent de bouger et la métaphase est terminée.

À ce stade, les fibres fusiformes peuvent s'enrouler dans deux autres endroits de la cellule en plus des kinétochores. Ceux-ci peuvent être polaire microtubules (également appelés interpolaire microtubules), qui s'étendent au-delà des chromosomes alignés et à travers l'équateur, presque jusqu'à l'origine opposée du fuseau mitotique; ou alors astral microtubules, qui s'étendent du pôle du fuseau à la membrane cellulaire du même côté.

Anaphase est la composante la plus visuellement frappante de la phase M car elle implique un mouvement rapide des chromosomes lorsque les chromosomes répliqués se séparent. Ceci est accompli par les chromatides sœurs dans chaque ensemble de chromosomes alignés dupliqués étant attirés vers les pôles opposés de la cellule par les fibres du fuseau.

Ceci est fait en raison des travaux des microtubules, mais il est facilité par la rupture de la cohésion protéines qui lient le kinétochore aux fibres du kinétochore. En anaphase, la cellule commence à s'étirer d'une forme grossièrement sphérique (ou un cercle, si vous regardez une coupe transversale) à une forme grossièrement ovoïde (c'est-à-dire une ellipse).

Anaphase peut être considérée comme présentant anaphase A, dans lequel les fibres fusiformes du kinétochore séparent les chromosomes comme décrit, et anaphase B, dans lequel les fibres astrales tirent les pôles encore plus loin de l'équateur et donc plus loin les uns des autres, tirant le les fibres interpolaires passent les chromosomes du même côté et les cajolent légèrement pour le trajet dans le même direction.

Aussi un anneau contractile se forme à partir de protéines d'actine juste sous la membrane plasmique en anaphase; cet anneau participe au "squeezing" lors de la cytokinèse qui aboutit au clivage de la cellule entière.

Au début de cette partie de la phase M, les chromosomes sous forme de noyaux filles ont atteint les extrémités opposées de la cellule. Le fuseau mitotique, ayant terminé son travail, est démonté; imaginez, disons, un minuscule échafaudage construit le long d'un petit bâtiment pour permettre le démontage de la construction, poutre par poutre, et vous voyez l'idée.

C'est vraiment une étape de nettoyage de la phase M, analogue à l'épilogue d'un roman. L'"intrigue" a été résolue à la fin de l'anaphase parce que les chromatides sont arrivées là où elles étaient censées voyager, mais avant que les "personnages" ne puissent passer à autre chose, un certain ménage est nécessaire.

Dans télophase, la membrane nucléaire est réassemblée et les chromosomes se décondensent. Ce n'est pas exactement comme faire tourner la vidéo de la prophase à l'envers, mais c'est proche. Dans cytokinèse, la cellule se divise en deux cellules filles identiques, dont chacune se prépare à entrer dans la phase G1 et à se lancer dans un cycle cellulaire qui lui est propre.