Fajas 2

Question 1

Evénements de la division cellulaire des eucaryotes visibles au microscope

Answer 1

• La phase M — mitose et cytocinèse — est très dynamique avec plusieurs phases visible au microscope.
• Pendant l’interphase les chromosomes ne sont pas visibles
• Dans une cellule humaine en culture, l’interphase peut durer 23 heures et la phase M une heure.

Question 2

Que ce passe-t-il à la prophase ?

Answer 2

1/ Les chromosomes avec des kinétochores deviennent hautement condensés avec les chromatides sœurs maintenues ensemble sur toute leur longueur.

2/ Le fuseau mitotique s’assemble entre les centrosomes dupliqués et séparés

Question 3

Que ce passe-t-il à la prométaphase ?

Answer 3

1/ L’enveloppe nucléaire se désintègre.

2/ Les chromosomes sont disponibles pour s’attacher aux microtubules du fuseau via leurs kinétochores.

3/ Les chromosomes se mobilisent activement.

Question 4

Que ce passe-t-il à la métaphase ?

Answer 4

1/ Les chromosomes sont alignés à l’équateur du fuseau.

2/ Les microtubules des kinétochores attachent les chromatides sœurs aux pôles opposés du fuseau.

Question 5

Que se passe-t-il à l’anaphase?

Answer 5

1/ Les chromatides sœurs se séparent de façon synchrone.

2/ Les chromosomes fils sont tirés vers les pôles du fuseau opposés.

3/ Les microtubules attachés aux kinétochores deviennent de plus en plus courts et les pôles du fuseau se séparent, ce qui ensemble assure la ségrégation des
chromosomes.

Question 6

Que se passe-t-il à la télophase ?

Answer 6

1/ Les deux ensembles de chromosomes fils arrivent aux pôles du fuseau et se décondensent.

2/ Une nouvelle membrane nucléaire se rassemble, ce qui marque la fin de la mitose.

3/ La division du cytoplasme commence avec la contraction de l’anneau constricteur.

Question 7

Que se passe-t-il à la cytocinèse ?

Answer 7

1/ Le cytoplasme est divisé en deux par l’anneau constricteur composé d’actine et de myosine.

2/ Deux cellules sont ainsi créées, chacune avec un noyau.

Question 8

L’activation de M-Cdk en prophase

Answer 8

1/ La synthèse de cycline M augmente et Cdk1 s’associe à celle-ci.

2/ Le complexe M-Cdk est phosphorylé de façon activatrice (par CAK) et de façon inhibitrice (par Wee1) sur la Cdk1, ce qui permet l’augmentation en quantité du M-Cdk inactif.

3/ Le phosphate inhibiteur est enlevé par la phosphatase Cdc25 => active le M-Cdk

4/ Le M-Cdk actif se renforce en activant la Cdc25 et en inhibant la kinase Wee1 => rétrocontrôle positif dans les 2 cas => permet d’activer encore plus de M-Cdk

Question 9

Quel est le rôle du complexe M-Cdk actif ?

Answer 9

Le M-Cdk joue quatre rôles importants pour initier la mitose :

1/ Condenser les chromosomes en prophase (=> facilite la condensation)

2/ Etablir le fuseau mitotique en prophase (=> facilite formation fuseau mitotique)

3/ Promouvoir la désintégration de l’enveloppe nucléaire en prométaphase par la phosphorylation des lamines

4/ Promouvoir l’attachement des microtubules aux kinétochores

Question 10

Condensation des chromosomes en prophase : La condensine

Answer 10

• La condensine — comme la cohésine — consiste en plusieurs sous-unités qui forment un anneau qui entoure l’ADN pour le condenser.
• En haut, la condensine, au centre de chaque chromatide, marquée en rose. (p.48)

Question 11

Quelle est la structure du chromosome mitotique ?

Answer 11

Un chromosome mitotique possède 1 centromère et 2 chromatides.

Question 12

Le centrosome : le dirigeant de la mitose

Answer 12

• Le centrosome consiste en une paire de centrioles et en la matrice péricentriolaire avec des microtubules qui en émanent.
• -> Il est le centre organisateur des microtubules
• Le centriole est composée de neuf triplets de microtubules.

Question 13

La réplication (duplication) des centrioles :

Answer 13

=> avant la prophase, en phase S, centrioles sont dupliqués

1/ Pendant la phase G1, les deux centrioles d’une paire se séparent de quelques micromètres.

2/ Au cours de la phase S, un centriole fils se développe à angle droit du centriole mère. Son développement se termine pendant la phase G2.

3/ Les deux paires de centrioles restent proches l’une de l’autre jusqu’à la prophase où elles se séparent.

Question 14

Le centrosome est à l’origine de quoi?

Answer 14

–> Le centrosome est l’origine d’un réseau de microtubules, c.-à-d. le MTOC.

• Chez les cellules animales, le centrosome est le « centre organisateur des microtubules » ou MTOC (pour Microtubule organising center) d’où émanent les microtubules cytosquelette. La tubuline-γ forme des anneaux responsables de la nucléation des microtubules.

Question 15

Le microtubule : une structure bipolaire

Answer 15

• Un microtubule est composé d’hétérodimères de tubuline-α et tubuline-β répétés avec une extrémité « moins » et l’autre « plus ».
• Chaque molécule de tubuline possède un site de liaison avec GTP. Le GTP se lie à la tubuline-α plus fortement qu’à la tubuline-β.
• Avec la tubuline-β, le GTP joue un rôle important dans la régulation de la longueur du microtubule.
• Le microtubule grandit au niveau de l’extrémité +

Question 16

Quel est le rôle de la GTPase de la tubuline ?

Answer 16

• elle régule la stabilité du microtubule
• L’hydrolyse du GTP par le monomère β modifie la conformation de la sous-unité de tubuline, ce qui déstabilise le polymère (c.-à-d. le microtubule).
  => devient un peu incurvé
• protofilament incurvé va subir un dépolymérisation

=> Echange du GDP en GTP va se produire se qui va rétablir la conformation favorable à la formation des polymères.

Question 17

L’instabilité dynamique des microtubules :

Answer 17

• Les microtubules avec une coiffe de tubuline-β liée au GTP sont plus stables que sans coiffe. (car région moins stable de microtubules contient des dimères de GDP-tubuline)
• Le passage de la croissance à la décroissance s’appelle la « catastrophe ». (dû à la perte de la coiffe de GTP)
• Le passage de la décroissance à la croissance s’appelle le « sauvetage ». (dû à la récupération d’une coiffe GTP)
• L’instabilité dynamique facilite une adaptation rapide à conditions changeantes

Question 18

Le M-Cdk initie la construction du fuseau mitotique qui contient trois classes de microtubules

Answer 18

Les trois classes de microtubules du fuseau mitotique sont :

1/ Microtubules des kinétochores, qui sont attachés aux kinétochores

2/ Microtubules interpolaires, qui se lient par des protéines motrices avec leurs homologues du pôle opposé.

3/ Microtubules en étoile (astral), qui interagissent avec le cortex cellulaire pour aider au positionnement du fuseau.

Question 19

Que font les protéines motrices dépendantes des microtubules ?

(p.58)

Answer 19

=> elles dirigent l’assemblage et le fonctionnement du fuseau mitotique.

• La Kinésine-5 possède deux moteurs qui interagissent avec les extrémités plus et, en se dirigeant vers l’extrémité plus, poussent les pôles du fuseau dans des directions opposées.
• Kinésine-14 possède un moteur et un site supplémentaire d’interaction avec les microtubules. Le moteur se dirige vers l’extrémité moins, ce qui tire les pôles l’un vers l’autre.
• Les chromokinésines (Kinésines 4 et 10) s’attachent aux microtubules et aux chromosomes et dirigent les chromosomes loin du pôle (-> vers extremité plus) => vers centre.
• La dynéine tire les pôles vers le cortex de la cellule. (pôle se fait tirer dans le sens inverse de marche de la dynéine car cette dernière est fixée au cortex)

Question 20

C’est quoi le kinétochore ?

Answer 20

• chaque chromosome mitotique possède un centromère et deux kinétochores.
• Le kinétochore est un assemblage de protéines au niveau des régions centromériques des chromosomes mitotiques
• Kinetochore permet de lier les microtubules du centrosome

Question 21

Comment sont capturés les microtubules par le kinetochore ?

Answer 21

a) Chromosome non-attaché en prométaphase
b) Un kinétochore se lie latéralement à un microtubule en étoile
c) Le chromosome glisse vers le pôle du fuseau

d) L’attachement latéral est converti en attachement unipolaire à l’extremité
=> microtubule devient un microtubule du kinétochore

e) Le kinétochore libre capture des microtubules en provenance du pôle opposé du fuseau pour transformer son attache d’unipolaire en bipolaire

Question 22

Formes alternatives d’attachement des chromosomes

Answer 22

• Seuls les chromosomes attachés par leurs kinétochores à des microtubules initiés à partir des deux pôles opposés du fuseau ressentent une tension et donc sont stables.
  (=> Microtubule du pôle gauche attaché au kinétochore côté gauche et pôle droit lié à kinétochore droit)
• Les formes instables émettent des signaux qui inhibent la transition de la métaphase à l’anaphase.

Question 23

Quels sont les 3 mécanismes différents pour maintenir une tension entre le kinétochore et le pôle du fuseau ?

Answer 23

1. La dépolymérisation du microtubule tire le kinétochore vers le pôle du fuseau
2. Soustraction et addition de la tubuline aux extrémités moins et plus du microtubule.
3. Les protéines motrices kinésines 4 et 10 repoussent les chromosomes.

Question 24

Qu’est ce qui initie l’anaphase ?

Answer 24

• les chromosomes se séparent pendant l’anaphase

–> initiée par le complexe APC/C

(Juste un kinétochore libre peut inhiber l’activation de l’APC/C)

-L’APC/C utilise la stratégie de la protéolyse pour assurer la bonne ségrégation des chromosomes. L’APC/C (=active) est constitué par l’association de l’APC et du Cdc20.
=> L’ APC/C ubiquitinyle et détruit la sécurine liée à la séparase inactive.
=> La séparase est ainsi libérée et activée pour le clivage de la cohésine ( maintien chromosome fils lié) , ce qui va laisser les chromosomes fils se séparer.
=> = Anaphase

Question 25

Quelles sont les principales forces qui séparent les chromatides sœurs à l’anaphase A et B ?

Answer 25

• Anaphase A:
  Le raccourcissement des microtubules du kinétochore sépare les chromosomes fils. Même si le microtubule se dépolarise (côté +), le kinétochore reste attaché. Le mécanisme n’est pas encore complètement démontré.
• Anaphase B:
  Deux forces promeuvent la séparation des chromosomes fils : une est générée par la croissance des microtubules interpolaires et l’autre — une force de traction — agit sur les pôles pour les séparer encore plus.

Question 26

La chimothérapie fonctionnement ?

Answer 26

• La chimiothérapie modifie l’activité des microtubules pour le traitement du cancer.

=> on peut cibler les microtubules pour stabiliser/déstabiliser les microtubules

(=> respectivement dépolaristion/polarisation)

Question 27

Par quoi se termine la mitose ?

Answer 27

=> Par la télophase

• Pendant la télophase, le fuseau mitotique est démantelé et les chromosomes séparés sont empaquetés de nouveau dans les noyaux fils.
• Des complexes de pores nucléaires sont incorporés dans l’enveloppe nucléaire et les protéines nucléaires sont transportées (de nouveau) du cytosol au noyau.

Question 28

En résumé :

Answer 28

• La phase M est composée de cinq étapes de mitose — prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase — et une étape de cytocinèse.
• La régulation de l’activité du complexe M-Cdk déclenche la mitose et régule plusieurs fonctions en prophase et prométaphase.
• La condensine est responsable de la condensation du chromosome mitotique.
• Le chromosome mitotique possède 2 chromatides et 1 centromère.
• Le centriole se réplique pendant l’interphase.
• Les microtubules sont des structures dynamiques composées d’hétérodimères de tubuline liés au GTP ou au GDP.
• Les microtubules des kinétochores, interpolaires et en étoile (astral) organisent le fuseau mitotique.
• Des multiples protéines motrices dirigent l’assemblage et le fonctionnement du fuseau mitotique.
• Le kinétochore est responsable de l’attachement du fuseau aux chromosomes.
• Plusieurs mécanismes sont responsables du maintien de la tension entre le kinétochore et le pôle du fuseau.
• L’anaphase est initiée par l’APC/C qui détruit la cohésine et les cyclines S et M.
• La mitose se termine avec la télophase où deux noyaux fils se forment