Mitose

• Mitose


  Division cellulaire, durant laquelle une cellule mère donne naissance à deux cellules filles

  
• Phases de la mitose

  • Prophase
  • Prométaphase
  • Métaphase
  • Anaphase
  • Télophase/cytodiérèse

  
• Mécanismes de la mitose

  1. Action CDK1/cyclineB

  2. Activation APC/C

  3. Activation MEN
• La mitose s'inscrit dans le cycle cellulaire composé de 4 phases : G1, S, G2 et M

  
• Phase M


  La mitose = cinèse = caryocinèse + cytodiérèse

  
• Les deux cellules filles sont génétiquement identiques entre elles et identiques à la cellule mère
• Modifications du cytosquelette pendant la mitose

  • Apparition de structures formées de microtubules labiles (aster, fuseau)
  • Les microtubules se forment à partir des COMT (MTOC) au niveau des deux centrosomes
  • Les chromosomes s'associent à des groupes de microtubules labiles formant les fibres du fuseau
  • Les microtubules labiles possèdent deux extrémités : extrémité + vers la membrane plasmique, extrémité - vers le COMT

  
• Chromosome mitotique


  • Chromatine très condensée
  • Chaque chromosome est formé de deux chromatides
  • Chaque chromatide est constituée d'une double hélice d'ADN

  
• Structure des chromosomes mitotiques

  • Depuis la phase S jusqu'en métaphase, chaque chromosome possède 2 chromatides liées entre elles par des cohésines
  • De part et d'autre du centromère : 1 kinétochore sur chaque chromatide, lieu d'attache des microtubules et de moteurs actifs
  • Au niveau du centromère : présence d'Aurora B jusqu'en métaphase, qui permet de détacher les chromosomes des fibres
  • Sur les bras des chromosomes : présence de chromokinésines (kinésines 4 et 10) qui interviennent dans le déplacement des chromosomes

  
• Au lycée, 4 phases de la mitose sont décrites : prophase, métaphase, anaphase, télophase. En PASS/LAS, une phase supplémentaire est décrite : la prométaphase
• Prophase


  Débute lorsqu'il devient possible de visualiser les chromosomes dans le noyau, se termine juste avant la rupture de l'enveloppe nucléaire
• Caractéristiques du noyau en prophase

  • Présence de l'enveloppe nucléaire
  • Chromosomes longs et flexueux, chromatides présentes mais non visibles, l'ADN se condense
  • Nucléole : effacement progressif sauf le centre fibrillaire encore visible

  
• Caractéristiques du cytoplasme en prophase

  • Deux centrosomes (4 centrioles depuis S) dont la matrice piège momentanément des régulateurs clefs de la mitose
  • Apparition des asters et du fuseau (chaque fibre du fuseau est formée d'un groupe de microtubules)
  • Centrodesmose apparente : en réalité, les fibres du fuseau se chevauchent

  
• Prométaphase


  Débute lorsque l'enveloppe nucléaire se rompt, se termine lorsque les 46 chromosomes sont fixés sur le fuseau, juste avant leur alignement sur la plaque équatoriale
• Caractéristiques de la prométaphase

  • Disparition par vésicularisation de l'enveloppe nucléaire (phosphorylation des lamines)
  • Chromatides discernables mais accolées, chaque chromosome (à 2 chromatides) possède un centromère et deux kinétochores de part et d'autre du centromère
  • Centrosomes aux pôles
  • Apparition des fibres astériennes et des fibres kinétochoriennes (fuseau)
  • Apparition des fibres polaires ou "continues" (fuseau)
  • Mouvements de va-et-vient des chromosomes le long des fibres, soumis à différentes forces (moteurs actifs sur les kinétochores, Aurora B, chromokinésines)
  • Disparition des cohésines non juxtacentromériques par phosphorylation grâce à cdc5/plk1, les cohésines juxtacentromériques sont protégées par Sgo

  
• ésines


  Sur les bras des chromosomes, ont tendance à les tracter vers la plaque équatoriale

  
• Prometaphase


  1. Moteurs actifs sur les kinétochores ont tendance à les tracter vers les pôles

  2. Aurora B détache les chromosomes des fibres du fuseau

  3. Kinésines 4-10 ont tendance à les tracter vers la plaque équatoriale

  4. Disparition des cohésines non juxta-centromériques
• Accrochage des chromosomes au fuseau

  • Accrochage monotélique
  • Accrochage syntélique
  • Accrochage amphitélique
  • Accrochage mérotélique

  
• Contrôle des accrochages (SAC)

  1. Aurora B peut atteindre ses cibles

  2. La fibre se détache du kinétochore
• Métaphase


  1. Chaque kinétochore est attaché à une fibre issue d'un des deux pôles

  2. Le centromère est sous tension

  3. Les kinétochores s'écartent légèrement du centromère

  4. Aurora B ne peut plus atteindre ses cibles

  5. Les deux fibres restent attachées aux deux chromatides
• Mouvements des chromosomes


  1. Traction vers les pôles

  2. Retour vers la future plaque équatoriale

  
• Métaphase


  Moment où les 46 chromosomes sont alignés sur la plaque équatoriale

  
• Métaphase


  • Etape très brève
  • Point de contrôle du fuseau
  • 46 chromosomes immobilisés sur la plaque équatoriale
  • 46 centromères sous tension
  • Degré de compaction maximale des chromosomes
  • Les centromères se dupliquent en fin de métaphase
  • Chromatides individualisées mais liées par les dernières cohésines au niveau juxta-centromérique

  
• Anaphase


  1. Séparation et ascension polaire des 92 chromosomes fils

  2. Raccourcissement synchronisé des fibres kinétochoriennes

  3. Saccules d'enveloppe nucléaire suivent les chromosomes

  4. Début : Anaphase A, cellule ronde

  5. Fin : Anaphase B, cellule s'allonge

  
• Télophase/Cytodiérèse


  1. Tassement polaire des chromosomes

  2. Reconstitution de deux enveloppes nucléaires

  3. Allongement et épaississement des fibres polaires

  4. Cytodiérèse : étranglement du cytoplasme, anneau contractile

  
• Télophase/Cytodiérèse


  • Rôle des asters
  • Fusion des saccules de membrane nucléaire
  • Décondensation progressive
  • Répartition aléatoire des organites

  
• Étapes de la mitose

  • G1
  • S
  • G2
  • Prophase
  • Prométaphase
  • Métaphase
  • Anaphase
  • Télophase
  • Cytodiérèse

  
• CDK1-Cycline B


  Responsable des 3 événements majeurs de la 1ère moitié de la mitose (de G2 à la métaphase)
• Action de CDK1-Cycline B

  1. Rupture de l'enveloppe nucléaire

  2. Formation du fuseau aux MT labiles instables

  3. Condensation de la chromatine
• Action de Cdc5/Plk1 et CDK1-CyclineB1

  1. Suppression des cohésines sauf juxta-centromériques

  2. Modification de l'histone H1 des bras chr. et fixation des condensines
• Chromosome métaphasique


  Forme X compactée

  
• Transition Métaphase - Anaphase

  APC/C, activé par cdc20, ubiquitinyle la sécurine = dégradation de la sécurine = levée de l'inhibition de la séparase = clivage des cohésines juxta-centromériques = séparation des chromatides
• APC/C


  Complexe qui ubiquitinyle les protéines, les adressant ainsi au protéasome, pour leur dégradation
• La séparase a d'autres rôles que le clivage des cohésines juxta-centromériques
• Transition Métaphase – Anaphase

  APC/C, activé par cdc20, ubiquitinyle la sécurine = dégradation de la sécurine = levée de l'inhibition de la séparase = clivage des cohésines juxta-centromériques = séparation des chromatides
• APC/C


  Complexe qui ubiquitinyle les protéines (E3, ubiquitine ligase, cf cycle cellulaire), les adressant ainsi au protéasome, pour leur dégradation
• Remarque : la séparase a d'autres rôles que le clivage des cohésines juxta-centromériques
• Rôles de la séparase

  1. Elle détache les complexes Aurora B-CPC qui étaient sur les centromères. Ils vont alors se fixer sur l'extrémité + des MT chevauchants, ce qui favorise la reprise de leur polymérisation

  2. Elle libère la phosphatase cdc14 du centromère, qui est impliquée dans le processus de fin de la mitose
• Action du complexe APC/C


  APC/C, activé par cdc20, ubiquitinyle la sécurine = dégradation de la sécurine = levée de l'inhibition de la séparase = clivage des cohésines juxta-centromériques = séparation des chromatides
• Zone hachurée : centromère : hétérochromatine constitutive avec présence d'un variant de l'histone H3 appelée CENP A