noyau interphasique. En balayant toute la durée
du cycle avec cette méthode, on peut déterminer la
durée des trois phases citées plus haut.
La difficulté avec les populations synchrones
est que le synchronisme dure peu de temps : après
deux ou trois cycles, une fraction déjà non négligeable des cellules est nettement déphasée. La raison de ceci est simple à comprendre : la taille étant
un signal important pour déterminer le moment
de la division, il suffit que les mitoses donnent des
cellules dont la masse est légèrement différente
pour induire un décalage. Une petite cellule mettra
plus de temps à atteindre la taille critique qu’une
cellule légèrement plus grosse au départ, ces effets
étant cumulatifs à chaque génération.
1.1.3. M ESURE DE LA DURÉE DES PHASES
DANS LE CAS DE CELLULES NON SYNCHRONES
Dans les conditions d’une culture non synchrone, le pourcentage de cellules se trouvant
dans une phase donnée du cycle représente le
pourcentage du temps que dure cette phase par
rapport à la durée du cycle complet. Par exemple,
si à un moment donné on observe statistiquement
10 % des cellules totales en mitose, cela signifie
que la durée de celle-ci représente 10 % du cycle
cellulaire. Sur la base de ce principe, on détermine
facilement la longueur des phases M et S, qui sont
bien caractérisées au plan cytologique et physiologique : le pourcentage des cellules en mitose à tout
instant est en effet directement mesurable au
microscope, tandis que celui des cellules qui incorporent de la thymidine
3
H est estimé à la suite
d’une expérience de pulse simple suivi d’autoradiographie (voir figure 13.2). De la même façon, la
durée des différentes phases de la mitose peut être
directement calculée sur des populations non synchrones, au moyen de la seule analyse cytologique.
L’estimation des durées des phases G1 et G2 est
plus difficile, car il n’existe pas de marqueur cytologique ou physiologique qui les caractérise, en
dehors de la quantité d’ADN. L’utilisation de la
cytophotométrie ou de la cytométrie en flux permet de régler la question dans certaines situations
favorables : les cellules dont l’ADN est mesuré à
2csont en G1, celles à 4csont en G2 et celles dont
la valeur est intermédiaire sont en phase S. Les
résultats sont traduits sous forme d’histogrammes
décrivant l’état de la population par rapport à ces
trois phases (voir figure 13.3a).
L’utilisation de précurseurs radioactifs permet
de calculer la durée des phases S + G2, grâce à
l’expérience suivante : après un pulse de radioactivité et un rinçage dans un milieu normal, des
échantillons de cellules sont régulièrement prélevés au cours d’une chasse, puis fixés et traités
pour l’autoradiographie. Au bout d’un certain
temps de chasse, on commence à noter la présence
de figures de mitoses marquées ; on en observe
encore pendant quelque temps, puis ensuite elles
disparaissent (on voit toujours des mitoses, ce qui
est normal, mais les chromosomes ne sont plus
radioactifs). Les premières mitoses marquées correspondent aux cellules qui étaient en phase S au
moment du pulse, et qui étaient les plus avancées
dans cette phase (phase S tardive) ; elles n’ont
donc eu à parcourir que la fin de S et la phase G2
avant d’être vues en mitose. Le temps mesuré est,
en première approximation, celui correspondant à
G2 seul. On note aussi que le temps pendant
lequel on observe des mitoses marquées représente la durée de la phase S:les dernières mitoses
marquées sont dues aux cellules entrées en phase
de réplication au cours du pulse ; celles-ci ont dû
parcourir tout S + G2 pour pouvoir être vues par
autoradiographie. Ce type d’expériences permet
donc de mesurer G2, S et par déduction G1 (si on
connaît la durée totale du cycle et de M) ; quelques
exemples de valeurs sont donnés dans la
figure 13.3b.
Il ressort de ces analyses que la durée de la
mitose est relativement brève par rapport au cycle
13. C ONTRÔLE DU CYCLE CELLULAIRE CHEZ LES EUCARYOTES. U NE XEMPLE DE SIGNALISATION CELLULAIRE 399
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Figure 13.2
Durée de la phase S du cycle cellulaire
Détermination de la durée de la phase S dans une population non synchrone de cellules animales en culture, par
marquage à la thymidine
3
H suivi d’une autoradiographie ; le cliché montre des noyaux interphasiques marqués (dont l’ADN est radioactif) et non marqués.
du cycle avec cette méthode, on peut déterminer la
durée des trois phases citées plus haut.
La difficulté avec les populations synchrones
est que le synchronisme dure peu de temps : après
deux ou trois cycles, une fraction déjà non négligeable des cellules est nettement déphasée. La raison de ceci est simple à comprendre : la taille étant
un signal important pour déterminer le moment
de la division, il suffit que les mitoses donnent des
cellules dont la masse est légèrement différente
pour induire un décalage. Une petite cellule mettra
plus de temps à atteindre la taille critique qu’une
cellule légèrement plus grosse au départ, ces effets
étant cumulatifs à chaque génération.
1.1.3. M ESURE DE LA DURÉE DES PHASES
DANS LE CAS DE CELLULES NON SYNCHRONES
Dans les conditions d’une culture non synchrone, le pourcentage de cellules se trouvant
dans une phase donnée du cycle représente le
pourcentage du temps que dure cette phase par
rapport à la durée du cycle complet. Par exemple,
si à un moment donné on observe statistiquement
10 % des cellules totales en mitose, cela signifie
que la durée de celle-ci représente 10 % du cycle
cellulaire. Sur la base de ce principe, on détermine
facilement la longueur des phases M et S, qui sont
bien caractérisées au plan cytologique et physiologique : le pourcentage des cellules en mitose à tout
instant est en effet directement mesurable au
microscope, tandis que celui des cellules qui incorporent de la thymidine
3
H est estimé à la suite
d’une expérience de pulse simple suivi d’autoradiographie (voir figure 13.2). De la même façon, la
durée des différentes phases de la mitose peut être
directement calculée sur des populations non synchrones, au moyen de la seule analyse cytologique.
L’estimation des durées des phases G1 et G2 est
plus difficile, car il n’existe pas de marqueur cytologique ou physiologique qui les caractérise, en
dehors de la quantité d’ADN. L’utilisation de la
cytophotométrie ou de la cytométrie en flux permet de régler la question dans certaines situations
favorables : les cellules dont l’ADN est mesuré à
2csont en G1, celles à 4csont en G2 et celles dont
la valeur est intermédiaire sont en phase S. Les
résultats sont traduits sous forme d’histogrammes
décrivant l’état de la population par rapport à ces
trois phases (voir figure 13.3a).
L’utilisation de précurseurs radioactifs permet
de calculer la durée des phases S + G2, grâce à
l’expérience suivante : après un pulse de radioactivité et un rinçage dans un milieu normal, des
échantillons de cellules sont régulièrement prélevés au cours d’une chasse, puis fixés et traités
pour l’autoradiographie. Au bout d’un certain
temps de chasse, on commence à noter la présence
de figures de mitoses marquées ; on en observe
encore pendant quelque temps, puis ensuite elles
disparaissent (on voit toujours des mitoses, ce qui
est normal, mais les chromosomes ne sont plus
radioactifs). Les premières mitoses marquées correspondent aux cellules qui étaient en phase S au
moment du pulse, et qui étaient les plus avancées
dans cette phase (phase S tardive) ; elles n’ont
donc eu à parcourir que la fin de S et la phase G2
avant d’être vues en mitose. Le temps mesuré est,
en première approximation, celui correspondant à
G2 seul. On note aussi que le temps pendant
lequel on observe des mitoses marquées représente la durée de la phase S:les dernières mitoses
marquées sont dues aux cellules entrées en phase
de réplication au cours du pulse ; celles-ci ont dû
parcourir tout S + G2 pour pouvoir être vues par
autoradiographie. Ce type d’expériences permet
donc de mesurer G2, S et par déduction G1 (si on
connaît la durée totale du cycle et de M) ; quelques
exemples de valeurs sont donnés dans la
figure 13.3b.
Il ressort de ces analyses que la durée de la
mitose est relativement brève par rapport au cycle
13. C ONTRÔLE DU CYCLE CELLULAIRE CHEZ LES EUCARYOTES. U NE XEMPLE DE SIGNALISATION CELLULAIRE 399
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Figure 13.2
Durée de la phase S du cycle cellulaire
Détermination de la durée de la phase S dans une population non synchrone de cellules animales en culture, par
marquage à la thymidine
3
H suivi d’une autoradiographie ; le cliché montre des noyaux interphasiques marqués (dont l’ADN est radioactif) et non marqués.