chapitre 12 Le cycle cellulaire 271
Pour de nombreuses cellules animales, le point de
contrôle G 1 , couramment appelé « point de restriction », joue
le rôle le plus important. C’est à ce moment qu’est décelée
toute anomalie (ADN mal répliqué, taille de la cellule insuffisante, absence de facteurs chimiques essentiels, etc.), ce qui
empêche la cellule de poursuivre le cycle. Lorsque l’ADN est
endommagé, une protéine (la protéine p53 codée par un gène
dont l’altération est très souvent mise en cause dans la formation de tumeurs) peut déclencher les opérations nécessaires
pour le réparer ou enclencher le processus d’autodestruction
de la cellule (apoptose). Si elle reçoit un signal de poursuite
du cycle au point de contrôle G 1 , une cellule complète les
phases S, G 2 et M, puis se divise. Au point de contrôle G 1 , une
cellule peut également entrer dans un état de « repos » appelé
phase G 0 . La majorité des cellules humaines se trouvent en
phase G 0 (figure 12.16). Comme nous l’avons déjà mentionné,
les neurones matures et les cellules musculaires atteignent un
stade où elles ne sont plus censées se diviser. Chez d’autres cellules, comme les cellules hépatiques, des signaux environnementaux peuvent réenclencher le cycle cellulaire, notamment
la libération de facteurs de croissance à la suite d’une lésion.
Pour comprendre la régulation aux points de contrôle,
penchons-nous d’abord sur les molécules qui gouvernent le
cycle cellulaire (le fondement moléculaire de l’horloge du cycle
cellulaire) et sur la façon dont une cellule change au cours
de ce cycle. Ensuite, nous examinerons les signaux internes
et externes qui commandent le fonctionnement de l’horloge.
. Figure 12.14
Le cycle cellulaire est-il régulé
par des signaux moléculaires ?
eXpérIenCe Des chercheurs de la University of Colorado ont voulu
savoir si la progression du cycle cellulaire était régulée par des molécules
cytoplasmiques. Pour répondre à cette question, ils ont sélectionné des
cellules mammaliennes cultivées à différentes phases du cycle cellulaire
et ont provoqué leur fusion, comme on le voit ci-dessous.
résultats
Lorsqu’une cellule en
phase S fusionne avec
une cellule en phase G 1 ,
le noyau de la cellule en
G 1 entre immédiatement
en phase S; il y a synthèse
d’ADN.
Lorsqu’une cellule en phase
M fusionne avec une cellule
en phase G 1 , le noyau de la
cellule en G 1 entre
immédiatement en phase M
(mitose) ; un fuseau de
division se forme, et la
chromatine se condense
même si le chromosome
ne s’est pas répliqué.
S
S
M
M
S
Expérience 1
Expérience 2
G 1
M
G 1
ConClusIon Les résultats de la fusion d’une cellule en phase G 1 avec
une cellule en phase S ou M laissent supposer que les molécules présentes
dans le cytoplasme des cellules en phase S ou M déclenchent ces phases.
sourCe R. T. Johnson et P. N. Rao, Mammalian cell fusion : Induction
of premature chromosome condensation in interphase nuclei, Nature
226 : 717-722 (1970).
et sI ?
Si l’évolution des phases du cycle cellulaire ne dépendait pas
de molécules cytoplasmiques et que chaque phase s’amorçait à la fin de
la phase précédente, quels auraient été les résultats de ces expériences ?
investigation
m Figure 12.15 La régulation du cycle cellulaire : une analogie.
Dans ce diagramme, les différentes sections représentent les étapes
du cycle cellulaire. À l’instar du système de réglage d’une machine à laver
automatique, le mécanisme de régulation du cycle cellulaire fonctionne
par lui-même, gouverné par une horloge interne. Toutefois, il peut subir
une régulation à différents points de contrôle (dont trois ont été représentés, en rouge).
Point de
contrôle G 1
Point de
contrôle M
Point de
contrôle G 2
G 1
G 2
M
S
Système
de
régulation
m Figure 12.16 Le point de contrôle G 1 .
et sI ?
Que serait-il arrivé si la cellule avait ignoré le point
de contrôle G 1 et avait poursuivi son cycle ?
G 1
G 1
G 0
Point de
contrôle G 1
(a) Si la cellule reçoit un message
d’autorisation au point de
contrôle G 1 , le cycle cellulaire
se poursuit.
(b) Si la cellule ne reçoit pas de
message d’autorisation au point
de contrôle G 1 , le cycle cellulaire
s’interrompt et la cellule entre en
phase G 0 , un état de non-division.
Pour de nombreuses cellules animales, le point de
contrôle G 1 , couramment appelé « point de restriction », joue
le rôle le plus important. C’est à ce moment qu’est décelée
toute anomalie (ADN mal répliqué, taille de la cellule insuffisante, absence de facteurs chimiques essentiels, etc.), ce qui
empêche la cellule de poursuivre le cycle. Lorsque l’ADN est
endommagé, une protéine (la protéine p53 codée par un gène
dont l’altération est très souvent mise en cause dans la formation de tumeurs) peut déclencher les opérations nécessaires
pour le réparer ou enclencher le processus d’autodestruction
de la cellule (apoptose). Si elle reçoit un signal de poursuite
du cycle au point de contrôle G 1 , une cellule complète les
phases S, G 2 et M, puis se divise. Au point de contrôle G 1 , une
cellule peut également entrer dans un état de « repos » appelé
phase G 0 . La majorité des cellules humaines se trouvent en
phase G 0 (figure 12.16). Comme nous l’avons déjà mentionné,
les neurones matures et les cellules musculaires atteignent un
stade où elles ne sont plus censées se diviser. Chez d’autres cellules, comme les cellules hépatiques, des signaux environnementaux peuvent réenclencher le cycle cellulaire, notamment
la libération de facteurs de croissance à la suite d’une lésion.
Pour comprendre la régulation aux points de contrôle,
penchons-nous d’abord sur les molécules qui gouvernent le
cycle cellulaire (le fondement moléculaire de l’horloge du cycle
cellulaire) et sur la façon dont une cellule change au cours
de ce cycle. Ensuite, nous examinerons les signaux internes
et externes qui commandent le fonctionnement de l’horloge.
. Figure 12.14
Le cycle cellulaire est-il régulé
par des signaux moléculaires ?
eXpérIenCe Des chercheurs de la University of Colorado ont voulu
savoir si la progression du cycle cellulaire était régulée par des molécules
cytoplasmiques. Pour répondre à cette question, ils ont sélectionné des
cellules mammaliennes cultivées à différentes phases du cycle cellulaire
et ont provoqué leur fusion, comme on le voit ci-dessous.
résultats
Lorsqu’une cellule en
phase S fusionne avec
une cellule en phase G 1 ,
le noyau de la cellule en
G 1 entre immédiatement
en phase S; il y a synthèse
d’ADN.
Lorsqu’une cellule en phase
M fusionne avec une cellule
en phase G 1 , le noyau de la
cellule en G 1 entre
immédiatement en phase M
(mitose) ; un fuseau de
division se forme, et la
chromatine se condense
même si le chromosome
ne s’est pas répliqué.
S
S
M
M
S
Expérience 1
Expérience 2
G 1
M
G 1
ConClusIon Les résultats de la fusion d’une cellule en phase G 1 avec
une cellule en phase S ou M laissent supposer que les molécules présentes
dans le cytoplasme des cellules en phase S ou M déclenchent ces phases.
sourCe R. T. Johnson et P. N. Rao, Mammalian cell fusion : Induction
of premature chromosome condensation in interphase nuclei, Nature
226 : 717-722 (1970).
et sI ?
Si l’évolution des phases du cycle cellulaire ne dépendait pas
de molécules cytoplasmiques et que chaque phase s’amorçait à la fin de
la phase précédente, quels auraient été les résultats de ces expériences ?
investigation
m Figure 12.15 La régulation du cycle cellulaire : une analogie.
Dans ce diagramme, les différentes sections représentent les étapes
du cycle cellulaire. À l’instar du système de réglage d’une machine à laver
automatique, le mécanisme de régulation du cycle cellulaire fonctionne
par lui-même, gouverné par une horloge interne. Toutefois, il peut subir
une régulation à différents points de contrôle (dont trois ont été représentés, en rouge).
Point de
contrôle G 1
Point de
contrôle M
Point de
contrôle G 2
G 1
G 2
M
S
Système
de
régulation
m Figure 12.16 Le point de contrôle G 1 .
et sI ?
Que serait-il arrivé si la cellule avait ignoré le point
de contrôle G 1 et avait poursuivi son cycle ?
G 1
G 1
G 0
Point de
contrôle G 1
(a) Si la cellule reçoit un message
d’autorisation au point de
contrôle G 1 , le cycle cellulaire
se poursuit.
(b) Si la cellule ne reçoit pas de
message d’autorisation au point
de contrôle G 1 , le cycle cellulaire
s’interrompt et la cellule entre en
phase G 0 , un état de non-division.