404 B IOLOGIE CELLULAIRE
B pour G2). En revanche, il est très compliqué chez
les cellules de Mammifères en culture où on a
identifié au moins sept CDK différentes, intervenant à différents moments de l’interphase (4,6,2 en
G1 ; 2 en S ; 1 en G2), et au moins dix types de
cyclines (D et E en G1 ; A en S ; Aet B en G2), qui
forment avec elles des complexes spécifiques
s’activant ou s’inhibant séquentiellement pour
contrôler les différentes phases du cycle. L’activité
protéine-kinase du complexe CDK-cycline B mitotique (MPF) est responsable des événements caractéristiques du démarrage de la division cellulaire ;
on peut citer, par exemple :
–la phosphorylation des lamines, qui conduit à
leur dissociation de la membrane interne de
l’enveloppe nucléaire et donc à sa disparition ;
–la phosphorylation des histones (en particulier
H1), qui entraîne des changements d’organisation de la chromatine et la condensation des
chromosomes ;
–la phosphorylation de certaines protéines du
cytosquelette (MAPs, filaments intermédiaires),
qui provoque des remaniements profonds de ce
dernier et l’assemblage de l’appareil mitotique.
2. CONTRÔLE
DE LA PROLIFÉRATION
DES CELLULES
CHEZ LES ORGANISMES
PLURICELLULAIRES
2.1. Considérations générales
2.1.1. N ÉCESSITÉ DES CONTRÔ LES
Les stratégies de contrôle de la prolifération sont
très différentes selon qu’il s’agit d’êtres unicellulaires ou pluricellulaires. Chez les premiers, ce sont
les facteurs environnementaux et trophiques qui
sont déterminants (voir chapitre 12). Dans les
conditions normales de vie, la durée de la phase
G1 est ajustée de sorte que les cellules aient atteint
la même taille que la cellule-mère avant de se diviser, pour des raisons bien évidentes. L’apport en
nutriments est un paramètre qui influence directement la durée du cycle cellulaire ; on peut, en effet,
prolonger à volonté la phase G1 et retarder la division de ces cellules, simplement en causant une
carence alimentaire ou en inhibant la synthèse des
protéines. Il existe donc, pendant cette phase, un
phénomène d’appréciation de la taille par la cellule
elle-même, dont les mécanismes sont inconnus.
Chez les Animaux, où les cellules sont organisées
en tissus massifs, ce sont des signaux chimiques
provenant d’autres cellules, c’est-à-dire des
hormones ou des facteurs de croissance, qui
déclenchent ou inhibent les divisions chez les cellules qui leur sont réceptives.
Il existe un équilibre fragile entre trois destinées
possibles, pour les cellules appartenant à un tissu
donné : la différenciation, la prolifération et une
mort dite «programmée». Nous verrons que les
mécanismes mis en jeu pour assurer cet équilibre
sont d’une grande complexité et par conséquent
très sensibles à des déréglements souvent dramatiques pour l’organisme. Trois sortes de gènes
impliqués dans ces trois volets de la vie des cellules ont été identifiés : les proto-oncogènes (à
l’origine de signaux positifs), les gènes suppresseurs de tumeurs et les gènes de l’apoptose (à
l’origine de signaux négatifs) ; ils peuvent subir
des altérations touchant la structure du produit
formé, mais surtout la régulation de sa production.
2.1.2. C ELLULES SOUCHES ET HOMÉOSTASIE TISSULAIRE
Nous avons déjà signalé qu’au sein des organismes complexes, les cellules ont des durées de
cycle très variables selon les tissus. À côté de cellules spécialisées qui ne se divisent plus après leur
différenciation (cellules musculaires, nerveuses,
etc.), on en connaît qui se multiplient régulièrement et à un rythme rapide ( cellules-souches ; voir
chapitre 14 et «Perspective biomédicale»). Entre
ces extrêmes, il en existe qui se divisent très lentement ou pas du tout, mais qui peuvent être stimulées naturellement ou artificiellement (cellules
hépatiques, lymphocytes, etc.). Contrairement à ce
que l’on a dit pour les unicellulaires, les cellules
ont ici accès à d’abondantes sources de nutriments, et ce paramètre n’est pas déterminant dans
le contrôle du cycle. Un organisme constitue une
communauté au sein de laquelle certains groupes
de cellules règlent le développement des cellules
qui les entourent. Ces contrôles stricts ont pour
résultat un parfait équilibre entre le renouvellement des cellules et leur mort, et c’est grâce à cette
coordination que chaque organe conserve une
taille et une architecture appropriées au sein de
l’organisme (notion d’homéostasie).
B pour G2). En revanche, il est très compliqué chez
les cellules de Mammifères en culture où on a
identifié au moins sept CDK différentes, intervenant à différents moments de l’interphase (4,6,2 en
G1 ; 2 en S ; 1 en G2), et au moins dix types de
cyclines (D et E en G1 ; A en S ; Aet B en G2), qui
forment avec elles des complexes spécifiques
s’activant ou s’inhibant séquentiellement pour
contrôler les différentes phases du cycle. L’activité
protéine-kinase du complexe CDK-cycline B mitotique (MPF) est responsable des événements caractéristiques du démarrage de la division cellulaire ;
on peut citer, par exemple :
–la phosphorylation des lamines, qui conduit à
leur dissociation de la membrane interne de
l’enveloppe nucléaire et donc à sa disparition ;
–la phosphorylation des histones (en particulier
H1), qui entraîne des changements d’organisation de la chromatine et la condensation des
chromosomes ;
–la phosphorylation de certaines protéines du
cytosquelette (MAPs, filaments intermédiaires),
qui provoque des remaniements profonds de ce
dernier et l’assemblage de l’appareil mitotique.
2. CONTRÔLE
DE LA PROLIFÉRATION
DES CELLULES
CHEZ LES ORGANISMES
PLURICELLULAIRES
2.1. Considérations générales
2.1.1. N ÉCESSITÉ DES CONTRÔ LES
Les stratégies de contrôle de la prolifération sont
très différentes selon qu’il s’agit d’êtres unicellulaires ou pluricellulaires. Chez les premiers, ce sont
les facteurs environnementaux et trophiques qui
sont déterminants (voir chapitre 12). Dans les
conditions normales de vie, la durée de la phase
G1 est ajustée de sorte que les cellules aient atteint
la même taille que la cellule-mère avant de se diviser, pour des raisons bien évidentes. L’apport en
nutriments est un paramètre qui influence directement la durée du cycle cellulaire ; on peut, en effet,
prolonger à volonté la phase G1 et retarder la division de ces cellules, simplement en causant une
carence alimentaire ou en inhibant la synthèse des
protéines. Il existe donc, pendant cette phase, un
phénomène d’appréciation de la taille par la cellule
elle-même, dont les mécanismes sont inconnus.
Chez les Animaux, où les cellules sont organisées
en tissus massifs, ce sont des signaux chimiques
provenant d’autres cellules, c’est-à-dire des
hormones ou des facteurs de croissance, qui
déclenchent ou inhibent les divisions chez les cellules qui leur sont réceptives.
Il existe un équilibre fragile entre trois destinées
possibles, pour les cellules appartenant à un tissu
donné : la différenciation, la prolifération et une
mort dite «programmée». Nous verrons que les
mécanismes mis en jeu pour assurer cet équilibre
sont d’une grande complexité et par conséquent
très sensibles à des déréglements souvent dramatiques pour l’organisme. Trois sortes de gènes
impliqués dans ces trois volets de la vie des cellules ont été identifiés : les proto-oncogènes (à
l’origine de signaux positifs), les gènes suppresseurs de tumeurs et les gènes de l’apoptose (à
l’origine de signaux négatifs) ; ils peuvent subir
des altérations touchant la structure du produit
formé, mais surtout la régulation de sa production.
2.1.2. C ELLULES SOUCHES ET HOMÉOSTASIE TISSULAIRE
Nous avons déjà signalé qu’au sein des organismes complexes, les cellules ont des durées de
cycle très variables selon les tissus. À côté de cellules spécialisées qui ne se divisent plus après leur
différenciation (cellules musculaires, nerveuses,
etc.), on en connaît qui se multiplient régulièrement et à un rythme rapide ( cellules-souches ; voir
chapitre 14 et «Perspective biomédicale»). Entre
ces extrêmes, il en existe qui se divisent très lentement ou pas du tout, mais qui peuvent être stimulées naturellement ou artificiellement (cellules
hépatiques, lymphocytes, etc.). Contrairement à ce
que l’on a dit pour les unicellulaires, les cellules
ont ici accès à d’abondantes sources de nutriments, et ce paramètre n’est pas déterminant dans
le contrôle du cycle. Un organisme constitue une
communauté au sein de laquelle certains groupes
de cellules règlent le développement des cellules
qui les entourent. Ces contrôles stricts ont pour
résultat un parfait équilibre entre le renouvellement des cellules et leur mort, et c’est grâce à cette
coordination que chaque organe conserve une
taille et une architecture appropriées au sein de
l’organisme (notion d’homéostasie).