Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Pourquoi la mitose est-elle nécessaire?
- Les étapes de la mitose
- Qu'est-ce qu'un Kinetochore?
- Différences entre les cinétochores et les microtubules non kinétochores
- La fonction d'un cinétochore
- Interaction Kinetochore Et Non Kinetochore
- Vérification des erreurs
- Une nouvelle frontière
Chez les eucaryotes, les cellules du corps se divisent pour former plus de cellules dans un processus appelé mitose. Les cellules des organes reproducteurs subissent un autre type de division cellulaire appelé méiose. Dans ces processus, les cellules entrent dans plusieurs phases pour réaliser la division. Les cinétochores jouent un rôle important dans la division cellulaire, assurant la distribution appropriée de l'ADN aux cellules filles.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les cinétochores et les microtubules non-kinétochores ont une structure très différente. Les deux travaillent ensemble pour assurer la bonne distribution de l'ADN aux cellules filles dans la division cellulaire.
Pourquoi la mitose est-elle nécessaire?
Les cellules eucaryotes subissent une mitose pour les tissus nouveaux ou en croissance et pour la reproduction asexuée. Une cellule se divise en deux nouvelles cellules filles, séparant ainsi le noyau et les chromosomes. Ces nouvelles cellules sont identiques.
Pour que ce processus se déroule correctement, le nombre de cellules sur le chromosome doit être conservé, ce qui signifie qu'elles doivent être copiées pour chaque nouvelle cellule fille. Les humains ont 23 paires de chromosomes dans chaque cellule. Chaque chromosome stocke l'ADN. Les paires de chromosomes sont nommées chromatides soeurs, et le point auquel ils se rencontrent est appelé le centromère.
Les étapes de la mitose
L’objectif de la division cellulaire est de copier le matériel génétique dans de nouvelles cellules filles de manière à ce qu’elles puissent fonctionner correctement. Pour que cela se produise, chaque unité d’ADN doit être reconnue. Il doit donc exister un lien entre elle et les autres parties de la cellule pour la distribution, et il doit exister un moyen de transférer l’ADN vers les cellules filles.
Entre les divisions cellulaires, la cellule est dans une phase appelée interphase, qui consiste en le premier espace ou G1 phase, la phase S et le deuxième intervalle ou G2 phase.
Après interphase, la mitose commence par prophase. À ce point la chromatine dans le noyau est dupliqué. Les chromatides soeurs résultantes sont torsadées de manière compacte. le nucléole s'en va, et une structure appelée broche formes dans le cytoplasme de la cellule, constitué de fibres fusiformes.
Prométaphase suit. Dans cette étape, il y a des fragments d'enveloppe nucléaire dans le cytoplasme. La broche microtubules, ou de longs brins de protéines tubulaires, avance sur les chromosomes pour commencer leur travail. Au centre situé entre les chromatides soeurs, un complexe protéique appelé kinétochore apparaît. Les microtubules s'attachent à cette nouvelle structure.
Dans métaphase, les centrosomes se forment aux pôles cellulaires opposés. Les chromosomes s'ordonnent. Les microtubules s'étirent vers les centrosomes et un fuseau est fabriqué. Les microtubules effectuent la glissière anaphaseen déplaçant les chromosomes jusqu’à ce qu’ils soient centralisés à l’équateur de la cellule.
Pendant anaphase, les chromatides appariées sont séparées. Ceux-ci forment de nouveaux chromosomes. Leurs centrosomes sont séparés par microtubules non kinétochores. Les chromosomes sont déplacés aux extrémités opposées de la cellule.
Telophase entraîne une élongation cellulaire par les microtubules non kinetochoriques. Les anciens fragments nucléaires aident à créer de nouveaux noyaux pour les cellules filles. Ensuite, les chromosomes torsadés se desserrent.
Enfin, dans cytokinèse, le cytoplasme réel de la cellule est divisé pour donner les nouvelles cellules filles.
Qu'est-ce qu'un Kinetochore?
En 1880, l'anatomiste Walther Flemming découvrit le site de fixation des fuseaux mitotiques sur les chromosomes. C'était le kinétochore. Plus récemment, les kinétochores humains ont été élucidés à un rythme rapide.
La définition du kinétochore en biologie est un complexe protéique qui se forme sur les chromosomes à leur centre, dans une zone appelée le centromère. Les cinétochores jouent un rôle crucial dans la distribution appropriée de l’ADN à de nouvelles cellules filles en mitose.
Ce complexe protéique est considéré comme un macromolécule. Bien que l’ADN de différents organismes varie considérablement, les kinétochores sont très similaires d’une espèce à l’autre et conservés.
Différences entre les cinétochores et les microtubules non kinétochores
Les kinétochores diffèrent des microtubules non-kinétochoriques de nombreuses façons. Leur différence structurelle est la première différence. Les cinétochores sont de grandes structures composées de nombreuses protéines différentes, assemblées aux centromères des chromosomes.
Les cinétochores servent de pont entre l'ADN d'un chromosome et des microtubules non-kinétochores. Les microtubules non-kinétochores sont des polymères qui travaillent avec les kinétochores pour aligner et séparer les chromosomes. Les microtubules non-kinetochoriques peuvent être longs et minces et remplissent différentes fonctions. Cependant, ces différentes structures doivent travailler ensemble pour obtenir le contrôle des chromosomes et de leur mouvement pendant la mitose.
La fonction d'un cinétochore
Les cinétochores fonctionnent essentiellement comme de minuscules machines qui interagissent avec les structures cellulaires pour déplacer les chromosomes lors de la division cellulaire. C'est une grande responsabilité pour le kinétochore; Si elles ne sont pas déplacées correctement, des erreurs dans l'ADN pourraient conduire à des troubles génétiques délétères ou peut-être à un cancer. Un kinétochore a besoin d'un centromère fonctionnel pour pouvoir s'assembler sur l'ADN chromosomique et commencer à travailler sur son rôle crucial.
le histone centromère protéine Aou CENP-A, forme des nucléosomes sur les centromères. Il sert de site pour la formation de kinétochores. Les nucléosomes de la CENP-A fonctionnent avec la CENP-C, dans le kinétochore interne, ce qui permet d'assembler le kinétochore afin de copier la chromatine. Le kinétochore est utilisé comme méthode stable de reconnaissance de l’ADN afin que la mitose puisse avoir lieu.
Interaction Kinetochore Et Non Kinetochore
Une fois que les kinétochores sont autorisés à s'assembler sur un chromosome, les protéines se rassemblent et commencent à construire cette machine. Chez les vertébrés, il peut y avoir plus de 100 protéines dans un kinétochore. Le kinétochore interne est constitué de protéines qui interagissent avec le centromère de la chromatine. Les protéines des kinétochores externes agissent pour lier des microtubules non-kinetochores. C'est une autre différence entre les kinétochores et les non-kinétochores.
L'assemblage du kinétochore est soigneusement effectué tout au long du cycle cellulaire, de sorte qu'une fois qu'une cellule entre en mitose, un assemblage dynamique du kinétochore peut avoir lieu en quelques minutes. Ensuite, le complexe peut se désassembler au besoin. Le contrôle de l’assemblage du kinétochore est assisté par phosphorylation.
Les cinétochores doivent fonctionner directement avec de nombreux microtubules non-kinétochores. Le complexe appelé Ndc80 permet cette interaction. C'est un peu une danse, car les microtubules changent de longueur car ils polymérisent et se dépolymérisent. Le kinétochore doit suivre. Cette «danse» génère de la force.
Au cours de l'anaphase, les kinétochores sont saisis par les microtubules non-kinetochores des pôles opposés et sont entraînés par ces microtubules afin que les chromosomes puissent se séparer. Les moteurs à microtubules tels que kinésine et Dynein aider cela. Une force supplémentaire est générée lorsque les microtubules se dépolymérisent. Le kinétochore agit en tant que contrôleur des forces des microtubules afin d’aligner les chromosomes en vue d’une ségrégation.
Vérification des erreurs
Le kinétochore dynamique n’est pas simplement une machine minuscule qui sépare les chromosomes. Cela fonctionne également comme contrôle du contrôle de qualité. Toute erreur commise dans le processus pourrait entraîner des erreurs génétiques. Les cinétochores agissent également pour empêcher les attachements défectueux avec des microtubules; ceci est aidé par Aurora B kinase via phosphorylation.
Près du cœur des centromères, un complexe protéique appelé PCs1 / Mde4 travaille pour empêcher les pièces jointes kinétochores impropres.
Pour que l'anaphase se déroule correctement, les erreurs doivent être corrigées, sinon l'anaphase doit être retardée. Les protéines aident à retrouver l’une de ces erreurs; une erreur se traduit par un signal au niveau du kinétochore qui entraîne l’arrêt du cycle cellulaire avant l’anaphase.
En résumé, les kinétochores diffèrent des microtubules non-kinetochores par leur structure et leur fonction. Les deux doivent travailler ensemble pour réussir la division cellulaire et la conservation de l'ADN dans de nouvelles cellules filles.
Une nouvelle frontière
Les chercheurs continuent à découvrir comment la structure et la fonction des kinétochores affectent la ségrégation des chromosomes lors de la mitose et de la méiose. Au fur et à mesure du développement des recherches, les scientifiques auront entre autres une vision plus claire du fonctionnement de l’assemblage du kinétochore pendant la réplication de l’ADN, entre autres potentialités. Cette petite mais puissante machine assure le bon fonctionnement de la division cellulaire et mérite un complément d'étude.