Quel Est Le Cycle Cellulaire ?

Le cycle cellulaire englobe toute la vie d’une cellule, de sa naissance à sa mort. C’est le temps qui s’écoule entre la formation d’une cellule à partir de sa cellule mère et sa division en ses cellules filles.

Une partie importante du cycle cellulaire est la division cellulaire, le processus par lequel une cellule est répliquée pour former deux cellules filles, par le processus de mitose ou de reproduction asexuée; ou quatre cellules filles, par le processus de méiose ou de reproduction sexuée. Cependant, cette division ne forme qu’une petite partie du cycle cellulaire.

Phases du cycle cellulaire

Le cycle cellulaire chez les eucaryotes se décompose généralement en deux phases principales. Le cycle commence d’abord lorsque la mitose ou la méiose produit une cellule fille. Cette cellule entre en interphase, une longue étape représentant environ 90% du cycle cellulaire. Après l’interphase, la cellule entre en mitose ou en méiose, ce qui entraîne une division cellulaire (cytokinèse) et le début d’un nouveau cycle cellulaire dans chacune des cellules filles.

Dans la mitose, l’interphase peut être divisée en trois sous-phases: la première est connue sous le nom de {G}_{1}, pour le premier gap ou la première croissance; la seconde est connue sous le nom de phase S, pour la synthèse, et la troisième est connue sous le nom de {G}_{2}, pour le deuxième gap ou la deuxième croissance. Pendant les deux phases G, la croissance cellulaire, la synthèse des protéines et la synthèse des enzymes se produisent, tandis que pendant la phase S, l’ADN est répliqué. La réplication de l’ADN se produit sans augmenter le nombre de chromosomes; de cette façon, il y a suffisamment d’ADN dans la cellule pour deux cellules filles, en maintenant la même ploïdie (nombre d’ensembles chromosomiques) que la cellule mère. Ne vous confondez pas entre la réplication de l’ADN et la réplication des chromosomes. La réplication des chromosomes entraînera un changement de la ploïdie, alors que la réplication de l’ADN ne le fera pas.

Dans la méiose, le cycle cellulaire est légèrement plus compliqué: de même que la méiose peut être divisée en méiose I et méiose II, l’interphase peut également l’être. L’interphase I précède la méiose I et est divisée en phases G et S. Une fois la méiose I terminée, l’interphase II se produit, mais celle-ci ne comprend qu’une phase G. Après cela, la méiose II se produit. Les deux phases G sont essentielles à la croissance cellulaire et à la synthèse des protéines, tandis que la phase S est responsable de la réplication de l’ADN. Après la méiose I, la réplication de l’ADN n’a pas besoin de se produire après la méiose I, car la réplication s’est déjà produite avant la méiose I. C’est pourquoi l’interphase II n’inclut pas de phase S.

Le cycle cellulaire est contrôlé en plusieurs points pour déclencher et coordonner certains événements. Ceux-ci incluent un point de contrôle {G} _{1}, un point de contrôle {G} _{2} et un point de contrôle M, ainsi que la possibilité de passer à une phase {G}_{0} non divisée est un signal n’est pas donné. Cela est utile dans les organismes où les cellules s’usent et doivent être remplacées en permanence (c’est ainsi que nous grandissons et que nous vieillissons). Pendant la croissance, de nouvelles cellules sont nécessaires pour tenir compte de l’augmentation de la taille du corps (poids et taille).

De nombreux événements se produisent à chaque point de contrôle. À la fin de la deuxième phase de croissance, juste avant l’entrée de la cellule dans la phase M, un contrôle de qualité a lieu; la masse de la cellule est vérifiée pour s’assurer qu’elle a doublé, que la réplication de l’ADN est terminée et que l’ADN n’est pas endommagé. Ce point est appelé un point de contrôle mitotique. Juste avant que la cellule ne quitte la phase M, un autre contrôle de qualité a lieu; ici, l’alignement des chromosomes est vérifié et la fixation du fuseau à tous les chromosomes est vérifiée. Avant que les cellules n’entrent dans la phase S de l’interphase, elles passent par le point de DÉPART ou de restriction; c’est là que l’état nutritionnel de la cellule est vérifié et, surtout, l’ADN est à nouveau vérifié pour les dommages. Si vous avez fait attention, vous avez peut-être remarqué que l’intégrité de l’ADN a déjà été vérifiée une fois au point de contrôle mitotique, c’est parce que l’intégrité de l’ADN est sans doute la chose la plus importante dans la cellule.

La Phase S de l’Interphase

La phase S d’un cycle cellulaire se produit pendant l’interphase, avant la mitose ou la méiose, et est responsable de la synthèse ou de la réplication de l’ADN. De cette façon, le matériel génétique d’une cellule est doublé avant son entrée dans la mitose ou la méiose, ce qui permet de disposer de suffisamment d’ADN pour être divisé en cellules filles. La phase S ne commence que lorsque la cellule a passé le point de contrôle {G}_ {1} et s’est suffisamment développée pour contenir le double de l’ADN. La phase S est arrêtée par une protéine appelée p16 jusqu’à ce que cela se produise.

La protéine p16 est vitale dans la suppression des tumeurs et a été identifiée comme la protéine qui empêche certains cancers de se produire. Il contrecarre les activités des protéines kinases dépendantes de la cycline qui sont responsables de la signalisation lorsque la cellule est prête à passer à la phase suivante. Les kinases signalent cela en phosphorylant la protéine du rétinoblastome (pRB) qui, lorsqu’elle est active, indique à la cellule de passer à la phase suivante.

L’événement le plus important qui se produit dans la phase S est la réplication de l’ADN. Le but de ce processus est de produire le double de la quantité d’ADN, fournissant la base pour les ensembles chromosomiques des cellules filles. La réplication de l’ADN commence à un point où des complexes de pré-réplication régulateurs sont attachés à l’ADN dans la phase {G}_{1}. Ces complexes agissent comme un signal indiquant le point de départ de la réplication de l’ADN. Ils sont retirés dans la phase S avant le début de la réplication afin que la réplication de l’ADN ne se produise pas plus d’une fois.

En plus de la réplication de l’ADN, la croissance cellulaire continue de se produire pendant la phase S, et les protéines et enzymes nécessaires à la synthèse de l’ADN continuent d’être produites.

Synthèse de l’ADN

La molécule d’ADN se présente sous la forme d’une double hélice. Pendant la phase S, une enzyme appelée hélicase déroule le brin d’ADN, de la même manière que vous décompresseriez une fermeture éclair. Les deux brins d’ADN simples peuvent ensuite être utilisés comme modèles pour former deux brins d’ADN doubles identiques.

Une enzyme appelée ADN polymérase lie ensuite des nucléotides à chacun des brins d’ADN modèle unique en utilisant la règle d’appariement des bases complémentaires: l’adénine se lie à la thymine et la cytosine se lie à la guanine. De cette façon, une nouvelle double hélice d’ADN est formée, identique à l’originale.

Figure 3: Synthèse de l’ADN se produisant pendant la phase S.

Une fois que tout l’ADN a été décompressé et synthétisé en deux nouveaux brins d’ADN, la cellule passe de cette phase à la phase {G}_{1} de mitose, ou prophase I de méiose.

Pourquoi la phase S Est importante

La synthèse de l’ADN doit se produire rapidement, car les paires de bases non appariées du brin d’ADN lors de la réplication sont vulnérables aux mutagènes nocifs, ce qui peut entraîner des anomalies génétiques, des maladies cellulaires ou même la mort cellulaire. Cette phase est très réglementée, en raison de son importance dans la conservation du matériel génétique. S’il y a des dommages à l’ADN dans une cellule, il peut être identifié et fixé dans la phase S.

Outre la réplication de l’ADN, les nombreux contrôles impliqués dans le bon déroulement du spectacle sont cruciaux pour s’assurer que la cellule ne passe pas plus de temps que nécessaire dans cette phase. Tout retard peut avoir un effet en cascade sur les taux de croissance et le remplacement cellulaire, ce qui aurait des conséquences néfastes pour l’organisme dans son ensemble.

Revue de biologie

Le cycle cellulaire est le processus à partir duquel une cellule est formée par division, jusqu’au point où elle se divise en cellules filles. Cela inclut la mitose ou la méiose et l’interphase. Dans un cycle mitotique, l’interphase est divisée en une première phase de gap ({G}_{1}), une ou des phases de synthèse et une deuxième phase de gap ({G}_{2}). Pendant {G}_{1} et {G} _{2}, la cellule se développe et les protéines et les enzymes sont synthétisées. Pendant la phase S, l’ADN est synthétisé dans le processus de réplication de l’ADN. Dans le cycle méiotique, l’interphase est divisée en interphase I et interphase II. L’interphase I comprend une phase de gap (G) et une phase de synthèse (S), tandis que l’interphase II n’inclut qu’une phase de gap (G).

La phase S est régulée par des complexes de pré-réplication régulateurs, qui signalent le début de la synthèse de l’ADN; la protéine p16 et ses partenaires associés, qui empêchent la cellule d’entrer en phase S jusqu’à ce qu’elle soit suffisamment grande; et des voies de régulation pendant la réplication de l’ADN. Les erreurs de cette phase peuvent entraîner des anomalies génétiques, une maladie ou une mort cellulaire (mort cellulaire non planifiée, à ne pas confondre avec l’apoptose). La phase S est également importante pour la détection et la correction des dommages à l’ADN.

Vous cherchez une pratique de la biologie?

Consultez nos autres articles sur la biologie.

Vous pouvez également trouver des milliers de questions pratiques sur Albert.io . Albert.io vous permet de personnaliser votre expérience d’apprentissage pour cibler la pratique là où vous avez le plus besoin d’aide. Nous vous donnerons des questions pratiques stimulantes pour vous aider à maîtriser la biologie.

Commencez à pratiquer ici.

Êtes-vous un enseignant ou un administrateur intéressé à améliorer les résultats des étudiants en biologie?

En savoir plus sur nos licences scolaires ici.