sation cellulaire constitue un des volets majeurs de
la Biologie actuelle ; si de nombreuses connaissances ont été acquises grâce à l’étude de dérèglements cellulaires tels que les cancers, la lutte
contre ces derniers bénéficie en retour de ces
recherches fondamentales. Quelques notions de
signalisation ont déjà été évoquées dans les chapitres 5 et 7 ; elles seront complétées dans ce chapitre par l’étude de la stimulation de la division
cellulaire par un facteur de croissance : l’EGF.
1. LE CYCLE CELLULAIRE
ET SES MÉTHODES D’ANALYSE
CHEZ LES EUCARYOTES
La notion de cycle cellulaire s’applique en toute
rigueur aux seules cellules qui se divisent régulièrement ; c’est par exemple le cas des Protistes, des
cellules de levure, des cellules embryonnaires ou
des cellules en culture. Ces dernières constituent
un matériel d’étude privilégié, en raison de leur
homogénéité et de leur rapidité de croissance :
leur cycle est compris entre 12 et 36 heures (voir
chapitre 3). En revanche, la notion de cycle est
inappropriée dans le cas des cellules qui se divisent très rarement, voire pas du tout, comme c’est
la règle dans la plupart des tissus des organismes
pluricellulaires complexes ; les cellules hépatiques,
par exemple, se divisent seulement tous les six à
douze mois. Nous verrons dans le chapitre 14
pourquoi une différenciation poussée est incompatible avec une division régulière.
1.1. Identification des phases du cycle
cellulaireet mesure de leur durée
Au cours de l’interphase, qui est en général la
période la plus longue du cycle, la masse du cytoplasme des cellules en prolifération s’accroît de
façon régulière et continue, jusqu’à ce que le
nombre ou le volume de l’ensemble de ses constituants aient doublé. Pendant longtemps, cette
période d’intense activité métabolique n’a pu être
subdivisée en phases distinctes ; l’absence de
repères ne facilitait donc pas l’analyse des processus se déroulant en interphase. On a cependant
montré que sur ce fond de croissance continue ont
lieu des événements brusques, tels que la réplication de l’ADN, la synthèse des histones ou celle
des ADN polymérases. Ces phénomènes sont relativement faciles à mettre en évidence car d’ampleur
importante, mais ils ne sont que la conséquence de
processus beaucoup plus discrets impliquant des
composés peu abondants (molécules régulatrices).
1.1.1. M ISE EN ÉVIDENCE DE DIFFÉRENTES PHASES
AU COURS DU CYCLE CELLULAIRE
Le premier constituant chimique manifestant
une évolution discontinue pendant cette période
fut identifié comme étant l’ADN : sa synthèse se
déroule en pleine interphase, pendant une phase
appelée S (pour synthèse) au cours de laquelle sa
masse est exactement doublée. Cet événement permet de définir deux autres périodes : les phases
G1 (après la division, avant S) et G2 (après S, et
avant la division suivante). Les quantités d’ADN
dites 2cet 4ccaractérisent ces deux périodes dans
les cellules diploïdes ; les lettres G et c sont les initiales de gap (intervalle), et complement (quantité
d’ADN caractéristique du génome de l’espèce). Le
cycle cellulaire comporte donc une succession de
quatre périodes : G1, S, G2 et M (M pour mitose ;
voir figure 13.1). Nous avons vu plus haut qu’une
autre série d’événements est décrite au niveau
cytologique, beaucoup plus discrète que celle
affectant le noyau, et de découverte plus récente :
il s’agit du cycle centrosomique, qui se déroule
dans le cytoplasme des cellules animales.
La première approche expérimentale du cycle
cellulaire consiste à mesurer la durée de ses
phases ; diverses techniques permettent ceci, aussi
bien sur des populations de cellules synchrones
(toutes les cellules sont au même stade à un
moment donné) que sur des populations de cellules non synchrones (toutes les cellules sont, de
manière complètement aléatoire, à une phase quelconque du cycle).
1.1.2. R ÉALISATION DE CULTURES SYNCHRONES
ET MESURE DE LA DURÉE DES PHASES DU CYCLE
La connaissance de la durée du cycle complet
est un préalable indispensable à ce type d’étude.
Sa mesure dans une population de cellules proliférantes, synchrones ou non, est très simple : il suffit
de dénombrer les cellules dans des échantillons
prélevés au cours du temps. Le temps de double13. C ONTRÔLE DU CYCLE CELLULAIRE CHEZ LES EUCARYOTES. U NE XEMPLE DE SIGNALISATION CELLULAIRE 397
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
la Biologie actuelle ; si de nombreuses connaissances ont été acquises grâce à l’étude de dérèglements cellulaires tels que les cancers, la lutte
contre ces derniers bénéficie en retour de ces
recherches fondamentales. Quelques notions de
signalisation ont déjà été évoquées dans les chapitres 5 et 7 ; elles seront complétées dans ce chapitre par l’étude de la stimulation de la division
cellulaire par un facteur de croissance : l’EGF.
1. LE CYCLE CELLULAIRE
ET SES MÉTHODES D’ANALYSE
CHEZ LES EUCARYOTES
La notion de cycle cellulaire s’applique en toute
rigueur aux seules cellules qui se divisent régulièrement ; c’est par exemple le cas des Protistes, des
cellules de levure, des cellules embryonnaires ou
des cellules en culture. Ces dernières constituent
un matériel d’étude privilégié, en raison de leur
homogénéité et de leur rapidité de croissance :
leur cycle est compris entre 12 et 36 heures (voir
chapitre 3). En revanche, la notion de cycle est
inappropriée dans le cas des cellules qui se divisent très rarement, voire pas du tout, comme c’est
la règle dans la plupart des tissus des organismes
pluricellulaires complexes ; les cellules hépatiques,
par exemple, se divisent seulement tous les six à
douze mois. Nous verrons dans le chapitre 14
pourquoi une différenciation poussée est incompatible avec une division régulière.
1.1. Identification des phases du cycle
cellulaireet mesure de leur durée
Au cours de l’interphase, qui est en général la
période la plus longue du cycle, la masse du cytoplasme des cellules en prolifération s’accroît de
façon régulière et continue, jusqu’à ce que le
nombre ou le volume de l’ensemble de ses constituants aient doublé. Pendant longtemps, cette
période d’intense activité métabolique n’a pu être
subdivisée en phases distinctes ; l’absence de
repères ne facilitait donc pas l’analyse des processus se déroulant en interphase. On a cependant
montré que sur ce fond de croissance continue ont
lieu des événements brusques, tels que la réplication de l’ADN, la synthèse des histones ou celle
des ADN polymérases. Ces phénomènes sont relativement faciles à mettre en évidence car d’ampleur
importante, mais ils ne sont que la conséquence de
processus beaucoup plus discrets impliquant des
composés peu abondants (molécules régulatrices).
1.1.1. M ISE EN ÉVIDENCE DE DIFFÉRENTES PHASES
AU COURS DU CYCLE CELLULAIRE
Le premier constituant chimique manifestant
une évolution discontinue pendant cette période
fut identifié comme étant l’ADN : sa synthèse se
déroule en pleine interphase, pendant une phase
appelée S (pour synthèse) au cours de laquelle sa
masse est exactement doublée. Cet événement permet de définir deux autres périodes : les phases
G1 (après la division, avant S) et G2 (après S, et
avant la division suivante). Les quantités d’ADN
dites 2cet 4ccaractérisent ces deux périodes dans
les cellules diploïdes ; les lettres G et c sont les initiales de gap (intervalle), et complement (quantité
d’ADN caractéristique du génome de l’espèce). Le
cycle cellulaire comporte donc une succession de
quatre périodes : G1, S, G2 et M (M pour mitose ;
voir figure 13.1). Nous avons vu plus haut qu’une
autre série d’événements est décrite au niveau
cytologique, beaucoup plus discrète que celle
affectant le noyau, et de découverte plus récente :
il s’agit du cycle centrosomique, qui se déroule
dans le cytoplasme des cellules animales.
La première approche expérimentale du cycle
cellulaire consiste à mesurer la durée de ses
phases ; diverses techniques permettent ceci, aussi
bien sur des populations de cellules synchrones
(toutes les cellules sont au même stade à un
moment donné) que sur des populations de cellules non synchrones (toutes les cellules sont, de
manière complètement aléatoire, à une phase quelconque du cycle).
1.1.2. R ÉALISATION DE CULTURES SYNCHRONES
ET MESURE DE LA DURÉE DES PHASES DU CYCLE
La connaissance de la durée du cycle complet
est un préalable indispensable à ce type d’étude.
Sa mesure dans une population de cellules proliférantes, synchrones ou non, est très simple : il suffit
de dénombrer les cellules dans des échantillons
prélevés au cours du temps. Le temps de double13. C ONTRÔLE DU CYCLE CELLULAIRE CHEZ LES EUCARYOTES. U NE XEMPLE DE SIGNALISATION CELLULAIRE 397
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.