Quelles sont les étapes de la cytokinèse ?

Du point de vue de la biologie fondamentale, la fin réussie de tout individu eucaryote la vie de la cellule est la division de cette cellule en deux cellules filles, chacune d'elles portant une copie complète de la cellule mère ADN, ou l'acide désoxyribonucléique (c'est-à-dire son matériel génétique).

Cette division de la cellule est appelée cytokinèse, et est immédiatement précédé de mitose, le processus en plusieurs étapes qui sépare l'ADN de la cellule en deux noyaux filles.

La mitose et la cytokinèse représentent ensemble la quatrième et dernière étape du cycle cellulaire eucaryote, appelée la Phase M. La phase M est précédée des trois étapes qui forment ensemble l'interphase, la partie du cycle cellulaire dans laquelle aucun processus de division nucléaire ou cellulaire n'a lieu.

Les mécanismes de la cytokinèse ne sont pas encore complètement compris, mais on en sait beaucoup sur le moment critique de ses événements et d'autres aspects de l'étape finale du cycle d'une cellule.

•  Les quatre étapes de la cytokinèse sont initiation, contraction, insertion membranaire et achèvement.

Les êtres vivants peuvent être divisés en procaryotes et eucaryotes.Procaryotes sont des organismes unicellulaires qui ne portent qu'une petite quantité d'ADN et n'ont pas de structures internes liées à la membrane dans leurs cellules, y compris les noyaux.

Ils se reproduisent simplement en se divisant en deux après avoir répliqué leur ADN et grossissant globalement, un processus appelé fission binaire. Peu de conséquence se produit avant la division suivante. Parce que ces organismes n'ont qu'une seule cellule, la fission binaire équivaut à la reproduction.

Les eucaryotes (plantes, animaux et champignons) ont des noyaux et un certain nombre d'autres organites, ce qui rend la reproduction de la cellule plus complexe. Au moment où l'une de ces cellules naît, elle entre dans le g₁ (premier écart) stade d'interphase. Ceci est suivi par S(la synthèse), g₂ (deuxième écart) et enfin M (mitose). La cellule se développe généralement plus en G₁, réplique ses chromosomes en S, vérifie son travail en G₂ et divise son contenu en moitiés égales dans M. L'interphase est beaucoup plus longue que la phase M.

Au cas où l'on vous demanderait "Dans quelle phase se trouvent les cellules filles à la suite de la mitose ?" vous pouvez répondre "la phase M", car l'interphase ne commence que lorsque la cytokinèse, qui commence pendant la mitose et se termine généralement peu de temps après la mitose, est Achevée.

La mitose peut être divisée en quatre ou cinq étapes, la deuxième étape du schéma en cinq étapes (prometaphase) étant un ajout ultérieur au schéma. Par souci d'exhaustivité, les cinq étapes sont décrites ici.

Prophase : La mitose commence lorsque les chromosomes, qui étaient dupliqués dans la phase S, deviennent plus condensés, ce qui permet de les voir plus facilement comme des formes individuelles au microscope. Dans le même temps, une structure appelée centriole est répliquée et les deux filles centrioles migrent vers les pôles opposés, ou les extrémités, de la cellule, où ils commencent à générer le fuseau mitotique, principalement à partir de microtubules protéines.

Prométaphase : Dans cette étape, les ensembles de chromosomes, constitués de sœurs identiques chromatides rejoints à une structure appelée le centromère, commencent leur pèlerinage vers la ligne médiane de la cellule. Pendant ce temps, les centrioles continuent d'assembler le fuseau mitotique, qui sert d'ensemble de minuscules cordes ou chaînes.

Métaphase : A ce stade, tous les chromosomes (46 chez l'homme) sont alignés en une ligne nette sur la plaque métaphasique, un plan passant par "l'équateur" de la cellule et perpendiculaire à l'appareil à fuseau. Cette ligne passe par les centromères, ce qui signifie qu'une chromatide sœur de chaque ensemble se trouve d'un côté de la plaque tandis que sa jumelle se trouve du côté opposé.

Anaphase : Dans cette phase, les fibres du fuseau séparent physiquement les chromatides et vers les pôles opposés de la cellule. Cytokinèse commence en fait à ce stade par l'apparition d'un sillon de clivage. À la fin de l'anaphase, un ensemble complet de 46 chromatides (chromosomes simples) se trouve en bloc à chaque pôle.

Télophase : Avec le matériel génétique maintenant dupliqué et séparé, la cellule s'occupe de donner à chaque ensemble de chromosomes sa propre enveloppe nucléaire. De plus, le chromosomes décondenser. Essentiellement, la télophase est une prophase inversée. La cytokinèse précoce se déroule pendant la télophase.

A la fin de la mitose, la cytokinèse est le seul processus restant dans le cycle cellulaire. Bien que de nombreuses sources mentionnent la mitose et la cytokinèse comme des événements consécutifs, cela est trompeur. S'il est vrai que la cytokinèse se termine généralement peu de temps après la mitose, les deux processus se chevauchent considérablement dans le temps et, dans une certaine mesure, dans l'espace.

Le sillon de clivage qui signifie le début de la cytokinèse apparaît, comme indiqué, au cours de l'anaphase. Si vous imaginez ce qui se passe pendant cette étape de la mitose, vous pouvez comprendre pourquoi c'est le point le plus précoce auquel il est sécuritaire pour la cellule dans son ensemble d'initier son propre processus division.

Si votre image mentale a les deux ensembles de chromatides se déplaçant vers la gauche et la droite dans un noyau, imaginez la membrane cellulaire commençant à "pincer" d'en haut, mettant en mouvement un clivage qui finit par comprimer le milieu de la cellule à la fois du haut et du bas.

Si ce clivage cellulaire devait se produire avant le début de l'anaphase, il pourrait produire une distribution asymétrique des chromatides dans la région nucléaire. Le résultat serait presque certainement mortel pour la cellule, qui nécessite un complément complet de l'ADN de l'organisme pour fonctionner correctement.

La caractéristique fonctionnelle prédominante de la cytokinèse est la anneau contractile, une structure qui se compose de diverses protéines, principalement l'actine et la myosine, et se trouve juste sous la membrane cellulaire. Imaginez un énorme cerceau courant juste sous l'équateur terrestre (la ligne imaginaire passant autour du milieu de la planète), et vous aurez une idée de la configuration globale.

• L'anneau contractile est une caractéristique des cellules animales et d'une poignée d'eucaryotes unicellulaires uniquement. Dans les cellules végétales, de forme plus cubique, le plan de clivage se forme sans l'apparition d'un sillon.

Le plan de l'anneau contractile est déterminé par l'orientation des fibres du fuseau mitotique. Lorsque vous regardez un diagramme d'une cellule, pratiquement chaque fois que vous regardez une représentation en deux dimensions. Mais si vous envisagez la cellule comme une sphère au lieu d'un globe et que vous évoquez une image de chromosomes suspendus sur les deux « bords », vous pouvez probablement avoir l'intuition que le plan de clivage idéal devrait être perpendiculaire à la direction générale des fibres du fuseau, qui s'étendent entre les deux cellules poteaux.

Au fur et à mesure que l'anneau devient plus petit, entraînant la membrane vers l'intérieur avec lui, un nouveau matériau de membrane cellulaire émerge des vésicules de chaque côté du plan de clivage. Au fur et à mesure que la cellule se divise, les nouveaux morceaux de membrane bouchent les espaces qui apparaîtraient autrement sur les côtés des deux cellules filles et permettent au contenu cytoplasmique de se répandre.

Les cellules se divisent parfois de manière asymétrique. Ils ne divisent pas leurs chromatides de manière asymétrique, car, comme indiqué, cela aurait des résultats résolument désagréables pour la cellule. Cependant, des raisons surgissent parfois pour diviser le cytoplasme et son contenu en portions inégales.

La cellule utilise habituellement cette stratégie de cytokinèse lorsque les cellules filles ont des fonctions et des destinations ultimes différentes. L'asymétrie peut se manifester par une distribution inégale de organites, une masse inégale de cytoplasme, ou une combinaison de ces caractéristiques.