Cycle cellulaire et division
Le cycle cellulaire est la séquence ordonnée d'événements par laquelle une cellule duplique son contenu et se divise en deux cellules filles. Ce domaine rassemble les éléments essentiels concernant la progression des cellules à travers l'interphase et la division, la régulation et la surveillance de cette progression, ainsi que la manière dont les deux principales formes de division nucléaire — la mitose et la méiose — produisent respectivement les cellules somatiques et les cellules germinales.
Definition
Le cycle cellulaire est la série récurrente de phases — l'interphase (G1, S, G2) suivie de la phase mitotique (M) — au cours de laquelle une cellule eucaryote croît, réplique son ADN et répartit son génome et son cytoplasme en deux cellules filles, sous la gouverne de l'activité oscillante des kinases dépendantes des cyclines et des points de contrôle de surveillance.
Scope
Ce domaine couvre les quatre phases du cycle cellulaire eucaryote (G1, S, G2, M), la machinerie des cyclines et des kinases dépendantes des cyclines (CDK) qui régule la progression, les points de contrôle de surveillance qui maintiennent l'intégrité génomique, les mécanismes de la mitose et de la cytocinèse, les divisions réductionnelle et équationnelle de la méiose, et la mort cellulaire programmée comme un contrôle complémentaire du nombre de cellules. Il aborde ces sujets comme des thèmes de biologie cellulaire structurelle et régulatrice plutôt que comme des directives cliniques.
Sub-topics
Key concepts
- Interphase (G1, S, G2) et phase M
- Cyclines et kinases dépendantes des cyclines (CDK)
- Réplication de l'ADN et ségrégation chromosomique
- Points de contrôle du cycle cellulaire
- Point de restriction et engagement dans la division
- Mitose versus méiose
- Mort cellulaire programmée (apoptose)
Mechanisms
La progression à travers le cycle est régulée par l'activation périodique des kinases dépendantes des cyclines, dont l'activité augmente et diminue à mesure que leurs partenaires régulateurs, les cyclines, sont synthétisés puis dégradés. Nurse et ses collaborateurs ont montré qu'une seule CDK (Cdc2/CDK1) agit comme un déclencheur universel de l'entrée en mitose chez les eucaryotes, tandis que la synthèse de Morgan présente les CDK comme les moteurs et les horloges du cycle. Hartwell et Weinert ont défini les points de contrôle comme des circuits de régulation qui arrêtent le cycle jusqu'à ce que les étapes précédentes — telles que la réplication complète de l'ADN ou l'attachement correct des chromosomes — soient terminées, garantissant ainsi que les événements se déroulent dans le bon ordre. La biologie du cancer, examinée par Vermeulen et ses collaborateurs, illustre comment la dérégulation de ces contrôles est à l'origine de la prolifération incontrôlée.
Clinical relevance
La compréhension du cycle cellulaire est fondamentale pour décrire la prolifération, le renouvellement tissulaire et l'aneuploïdie dans les sciences de la santé, et pour conceptualiser l'action de nombreux agents anticancéreux sur les cellules en division. Ce domaine décrit la division cellulaire normale et dérégulée à un niveau de référence et ne constitue pas une base pour les décisions diagnostiques ou thérapeutiques.
History
La compréhension moderne du cycle cellulaire a émergé à la fin du XXe siècle de la génétique de la levure et de la biochimie des œufs d'invertébrés marins : les travaux de Nurse sur la levure à fission ont identifié la kinase mitotique universelle, la découverte des cyclines a expliqué son activation périodique, et le concept de point de contrôle de Hartwell et Weinert a expliqué comment l'ordre et la fidélité sont assurés. Le prix Nobel de physiologie ou médecine de 2001 a récompensé Hartwell, Hunt et Nurse pour ces découvertes.
Key figures
- Leland Hartwell
- Paul Nurse
- Timothy Hunt
- David Morgan
Related topics
Seminal works
- hartwell-weinert-1989
- nurse-1990
- morgan-1997
Frequently asked questions
- Quelles sont les phases du cycle cellulaire ?
- L'interphase comprend G1 (croissance), S (synthèse de l'ADN) et G2 (croissance et préparation), et est suivie de la phase M, au cours de laquelle le noyau se divise par mitose et la cellule se divise par cytocinèse ; les cellules non-divisantes peuvent se reposer dans un état quiescent appelé G0.
- En quoi le cycle cellulaire diffère-t-il de la division cellulaire ?
- Le cycle cellulaire est l'ensemble de la séquence répétée qu'une cellule traverse entre les divisions, tandis que la division cellulaire (mitose avec cytocinèse, ou méiose) est la partie de la phase M au cours de laquelle une cellule en devient deux ou, dans le cas de la méiose, quatre.