UE 2.1 - Le Cycle Cellulaire - Mitose, Méiose - PDF

UE N° 2.1 Le cycle cellulaire: mitose, méiose Jacqueline Lehmann-Che MCU-PH Unité d’oncologie moléculaire Hôpital St Louis  Objectifs pédagogiques  Comprendre ce qu’est le cycle cellulaire  Connaître les différentes phases du cycle cellulaire  Comprendre la régu...

UE N° 2.1 Le cycle cellulaire: mitose, méiose Jacqueline Lehmann-Che MCU-PH Unité d’oncologie moléculaire Hôpital St Louis  Objectifs pédagogiques  Comprendre ce qu’est le cycle cellulaire  Connaître les différentes phases du cycle cellulaire  Comprendre la régulation du cycle cellulaire et son importance en pathologie  Comprendre ce qu’est une méiose  Comprendre la différence entre mitose et méiose  Plan du cours 1. Introduction 2. Vue d’ensemble du cycle cellulaire 3. Les différentes phases du cycle cellulaire 1. L’interphase 2. La phase M ou mitose 4. Les mécanismes de surveillance du cycle cellulaire 5. La méiose 6. La comparaison mitose/méiose...  Introduction : la division cellulaire  Processus fondamental donnant, à partir de 1 cellule mère 2 cellules filles identiques  Processus fondamental ayant lieu au cours de : -Division chromosomique -l’embryogenèse -Cycle cytoplasmique -tout au long de la vie d’une -Cycle centrosomique cellule (homéostasie tissulaire -Cycle nucléolaire -Cycle de l’appareil de Golgi Cycles interdépendants et finement régulés  Vue d’ensemble du cycle cellulaire (1)  2 phases: Phase M: courte dans le temps mais spectaculaire au microscope (mitose et cytodiérèse) Interphase: longue constituée des phases G1, S et G2 4N  Vue d’ensemble du cycle cellulaire (2)  Le cycle cellulaire nécessite : Succession des phases dans un ordre précis Initiation d’une phase uniquement lorsque la phase précédente est terminée et s’est déroulée correctement Chaque phase n’a lieu d’une seule fois par cycle Les différentes phases du cycle cellulaire: l’interphase (1)  Période longue et active, subdivisée en : Phase G1 (G=Gap = intervalle) Intervalle entre la fin de la phase M et la phase S Phase de croissance préparatoire à la réplication Phase S (S= synthèse) Intervalle entre G1 et G2 Phase de réplication du matériel génétique Phase G2 Intervalle entre la phase S et la mitose Phase de croissance préparatoire à la mitose Importance des points de contrôle du cycle cellulaire pour garantir le bon déroulement du processus  Les différentes phases du cycle cellulaire: l’interphase (2)  La phase S Phase au cours de laquelle le matériel génétique (ADN) est recopié à l’identique, c’est le processus de la réplication Fourche de réplication Le système de contrôle assure la réplication unique de chaque origine de réplication. Les différentes phases du cycle cellulaire: l’interphase (3)  La phase S Evolution de la quantité d’ADN en fonction des phases du cycle cellulaire Doublement de l’ADN au cours de la phase S = les chromosomes dupliqués restent étroitement attachés entre eux grâce aux cohésines. Les différentes phases du cycle cellulaire: l’interphase (4)  La phase S Il n’y a pas que le matériel génétique qui se duplique…. Centrosome = centre organisateur des microtubules constitué de 2 centrioles Indispensable à la mise en place de la machinerie de ségrégation des chromosomes (phase M) Centrosome Mitose Initiation de la duplication Duplication complète Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (1) but = séparer et distribuer exactement les chromosomes entre les 2 cellules filles Après condensation de l’ADN à l’aide des condensines chromatide centromère  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (2) but = séparer et distribuer exactement les chromosomes entre les 2 cellules filles A l’aide d’une machinerie du cytosquelette qui: Le fuseau mitotique  Sépare exactement les chromosomes dupliqués au cours de la mitose  Coupe le cytoplasme en 2, séparant chaque jeu de chromosomes et créant 2 cellules filles L’anneau contractile identiques au cours de la cytodierèse  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (3)  Le cytosquelette de la cellule Il est constitué de microtubules: Cylindres creux constitués de protéines fibreuses qui se polymérisent et se dépolymérisent continuellement : instabilité dynamique Le fuseau mitotique L’anneau contractile Microtubules marquées en vert, noyau en bleu Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (3)  Le fuseau mitotique Réorganisation du cytosquelette au cours de la phase M : formation du fuseau mitotique Le fuseau mitotique L’anneau contractile Microtubules du fuseau mitotique marqués en vert, chromosomes en bleu Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (4)  Le fuseau mitotique Les chromosomes s’attachent au fuseau mitotique grâce aux complexes protéiques du kinétochore Le fuseau mitotique 2 chromatides L’anneau contractile  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (5)  Les principales étapes Mitose (5 étapes ) et cytodierèse Le fuseau mitotique  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (6)  La prophase de la mitose Le fuseau mitotique Condensation des chromosomes Formation du fuseau mitotique  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (7)  La prométaphase de la mitose Le fuseau mitotique Rupture de la membrane nucléaire Fixation des chromosomes sur les microtubules via les kinétochores  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (7)  La métaphase de la mitose Le fuseau mitotique Formation de la plaque équatoriale  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (8)  L’anaphase de la mitose Le fuseau mitotique Raccourcissement des microtubules kinétochoriens Séparation des chromatides filles  Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (9)  La télophase de la mitose Le fuseau mitotique Chromatides filles aux 2 pôles Disparition des microtubules kinétochoriens Reconstitution de l’enveloppe nucléaire Les différentes phases du cycle cellulaire: la phase M (10)  La cytodiérèse Le fuseau mitotique Les mécanismes de surveillance du cycle cellulaire (1) Différents points de contrôle: Répartition -contrôle des dommages à l’ADN correcte des chromosomes? (G1,G2) Le fuseau mitotique - Contrôle des anomalies de replicatlon (G2) - Contrôle de la ségregation des chromosomes (meta-ana) Assurer la formation de 2 cellules filles identiques = participe au maintien de l’intégrité du genome  A retenir Le cycle cellulaire: - est une succession de phases dans un ordre précis. - une phase ne peut avolr lieu qu’une seule fois et uniquement si la phase précédente s’est déroulée entièrement et correctement - le déroulement du cycle est sous le contrôle d’un jeu subtil d’activations/ inactivatlons (phos/ déphos/ dégradation/ inhibition) +complexes cdk/cycline - le prlnclpe du déroulement repose sur la levée des freins à chaque phase, si les conditions favorables sont réunies. - des systèmes de contrôle qualité exlstent en des polnts cruciaux du cycle : transltlons G1/S, G2/M et meta/ana Cycle cellulaire flnement régulé, finement contrôlé +participe au maintien de l’intégrité du génome  La méiose (1) Découverte en 1883: les gamètes n’ont qu’un nombre n de chromosomes La fécondation, rencontre de 2 gamètes, assure la formatlon d’un zygote à 2n chromosomes. Nécessite d’une dlvlslon cellulalre particulière donnant nalssance aux gamètes haploïdes (n): la méiose Permet le maintien du nombre constant de chromosomes de l’espèce  La méiose (2) Méiose (grec) = « diminution » ou « réduction » Constituée de 2 divisions successives : réductionnelle et équationnelle  La méiose (3) Division réductionnelle Chromatides filles d’un chromosome restent associées Chromosomes d’une même paire restent étroitement associés  La méiose (4) Division équationnelle 4 cellules filles haploïdes (n chromosomes) 1 jeu simple de chromosomes non dupliqués  La méiose (5) Le rôle de la méiose  La transmission de l’information génétique d’une génération à l’autre  La réduction du nombre de chromosomes de 2n (diploïde) à n (haploïde). La reconstitution à 2n se fait au moment de la fécondation (rencontre de 2 gamètes)  Elle assure le brassage de l’information génétique qui aboutit à la diversité des individus de la même espèce  La méiose (6) Le brassage de l’information génétique  Rendu possible lors de la 1ère division de la méiose selon 2 mécanismes :  La ségrégation au hasard lors de l’anaphase Nombre de combinaisons chromosomiques possibles par la répartition au hasard des chromosomes d’une même paire chez l’homme Soit 223 = 8,4 106 types de gamètes possibles  La recombinaison génétique, le crossing-over Échanges de fragments d(ADN entre chromosomes homologues (d’une même paire)  Comparaison mitose/méiose 4 cellules 2 cellules haploïdes avec diploïdes avec informatlon informatlon génétique génétique brassée identique Diversité au sein de Constance au sein de l’espèce l’individu  Crédits Contenu pédagogique : Jacqueline Lehmann-Che Charte graphique : MédiTICE Ingénierie pédagogique : Karima Sekri