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LA M

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Syst me de contr le du cycle cellulaire = Cdk (Cyclin Dependant ... and SMC1 SMC3 (right) complexes may act as intramolecular and intermolecular DNA cross-linkers, respectively. ... – PowerPoint PPT presentation

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Transcript and Presenter's Notes

Title: LA M


1
LA MÉCANIQUE DE LA DIVISION CELLULAIRE
2
Cycle cellulaire
  • Interphase
  • G1
  • S (ynthèse de l'ADN)
  • G2
  • Phase M

3
Phase M
  • Mitose division nucléaire
  • Cytocinèse division cytoplasmique

4
Système de contrôle du cycle cellulaire Cdk
(Cyclin Dependant Kinase)
  • Activées les unes après les autres pendant le
    cycle
  • par les cyclines
  • et phosphorylation / déphosphorylation
  • Inactivées
  • par des CKI (Cdk Inhibitory proteins)
  • dégradation de la cycline

5
M-Cdk cascade de phosphorylation
  • Condensation des chromosomes
  • Fragmentation de l'enveloppe nucléaire
  • Réorganisation du Golgi
  • Réorganisation du réticulum endoplasmique
  • Relâchement de l'adhésion cellulaire
  • Réorganisation du cytosquelette

6
APC (Anaphase Promoting Complex)
  • Dégrade des protéines spécifiques
  • Inactive M-Cdk à la fin de la mitose

7
Plan
  • I - Vue générale de la phase M
  • II - Mitose
  • III - Cytocinèse

8
I - Vue générale de la phase M
9
Finalité de la phase M
  • Séparation et distribution précise des
    chromosomes qui ont été répliqués pendant la
    phase S précédente
  • Distribution ségrégation

10
Fig 18-1
  • Phase M du cycle cellulaire

11
Les trois faits de la phase M
  • Condensation des chromosomes
  • phosphorylation de lhistone H1
  • Fuseau mitotique
  • Anneau contractile
  • actine plus myosine II

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1 - Condensation des chromosomes
13
Rôles des cohésines et condensines dans la
configuration des chromosomes pour la ségrégation
  • Un chromosome deux chromatides sœur
  • Deux chromatides sont maintenues par les
    cohésines
  • Condensation des chromosomes X50 grâce aux
    condensines

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Rôle des condensines
  • Activation de M-Cdk ?
  • Phosphorylation de condensine ?
  • Assemblage de condensine sur l'ADN ?
  • Condensation des chromosomes
  • Condensine ATP ADN en tube ? enroulement de
    l'ADN

15
Fig 18-2
  • Mise en évidence de l'architecture interne du
    chromosome mitotique humain
  • Microscopie confocale
  • ADN en bleu
  • Axe en rouge AC anti condensine

Charpente de chaque chromatide
Aspect en hélice de la charpente
16
Structures des cohésines et condensines
  • Proches
  • Fonctionnent ensemble
  • Si mauvaise cohésion il y aura mauvaise
    condensation et mauvaise ségrégation
  • Chez la levure brutale dégradation des
    cohésines en anaphase ? séparation des
    chromatides
  • Chez les mammifères la cohésine est libérée en
    début de mitose il n'en reste qu'un peu en
    anaphase (mais suffisant pour maintenir la
    cohésion)

17
Fig 18-3
  • Structure des cohésines et condensines
  • A - Domaine de liaison à l'ADN et à l'ATP à une
    extrémité, charnière à l'autre
  • B - Cohésine
  • C - Condensine

18
Hirano,T1999p11
  • Figure 3. SMC proteins as an ATP-modulated DNA
    crosslinker.
  • (A) A model of the BsSMC structure. The
    amino-terminal (N) and carboxy-terminal (C)
    domains of BsSMC contain the Walker A and B
    motifs, respectively. The antiparallel coiled
    coil interaction of two SMC polypeptides brings
    the two motifs together, constituting an
    ATP-binding site (ATP) at each end of the
    molecule. The flexible hinge region allows BsSMC
    to make a scissoring action. Arrows indicate the
    N ? C direction of the polypeptide (adapted from
    Melby et al. 1998).
  • (B) Hypothetical interactions of SMC protein
    complexes and DNA. The SMC2 SMC4 (left) and
    SMC1SMC3 (right) complexes may act as
    intramolecular and intermolecular DNA
    cross-linkers, respectively. For simplicity, the
    two SMC complexes are drawn as symmetrical
    structures with a flexible hinge.

19
2 - Les deux machines du cytosquelette en phase M
20
Fig 18-4
  • Les deux machines du cytosquelette en phase M
  • Mitose fuseau mitotique (Microtubules
    protéines moteur ou pas)
  • Cytocinèse anneau contractile actine
    myosine (phramoplaste chez les plantes)

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Interphase
  • Rien au microscope
  • Augmentation de taille
  • Dure ? 24 heures (mitose ? 1 heure)
  • Deux événements préparatoires à la mitose
  • Réplication de l'ADN
  • Duplication du centrosome

22
La mitose précède toujours la cytocinèse deux
mécanismes
  • Des protéines d'activation de mitose inactivent
    la cytocinèse
  • La région centrale du fuseau est nécessaire pour
    maintenir un anneau contractile fonctionnel. Il
    faut qu'il y ait une partie centrale au fuseau
    pour qu'il y ait un anneau contractile

23
3 - Centrosome
24
Duplication du centrosome
  • Aide à la formation des deux pôles du fuseau
  • Permet que chaque cellule fille ait son
    centrosome
  • Détermine le plan de division cytoplasmique

25
Fig 18-4
  • Détermine le plan de division cytoplasmique

26
Centrosome (rappel)
  • Principal COMT (Centre Organisateur des
    MicroTubules)
  • Matériel amorphe matrice centrosomale
    matériel péri-centriolaire une paire de
    centriole
  • Réseau radiaire de MT
  • Extrémités et
  • Contient ?-tubulin ring complex (nucléation)

27
Fig 16-24
  • Centrosome

28
Fig 16-22
  • ?-tubulin ring complex

29
Centriole en ME
30
Cycle du centrosome
  • duplication puis séparation
  • Interphase duplication (comment ???) mais
    restent ensemble
  • En début de phase M se scinde en deux
  • Chaque paire de centriole devient un COMT
  • Nuclée un faisceau radiaire de MT appelé aster

31
Fig 18-5(AB)
  • Centrioles en phase S
  • Centrosome dupliqué contenant deux paires de
    centrioles

32
Fig 18-5(C)
  • Paire de centriole isolée structure différente
    du centriole mère et fille
  • mère plus gros, plus complexe, peut seul
    nucléer des microtubules (via matrice)

33
Fig 18-6
  • Cycle de réplication du centriole
  • Séparation
  • Croissance du centriole fille

Matrice
34
Aster
  • Faisceau de microtubules rayonnant à partir d'un
    COMT résultant de la duplication séparation d'un
    centrosome
  • ? deux asters
  • Se déplacent de chaque côté du noyau
  • Initient la formation des deux pôles du fuseau
  • À la fragmentation de l'enveloppe nucléaire,
    capture des chromosomes par les microtubules du
    fuseau
  • À la fin de la mitose, chaque cellule fille
    reçoit un centrosome

35
Fig 18-7
  • Cycle du centrosome
  • Paire de centriole dupliqué en interphase
  • Duplication s'achève en G2
  • Complexe contenant 2 paires de centrioles plus la
    matrice
  • Clivage en deux du complexe
  • Nucléation de deux asters
  • Déplacement des deux asters
  • Fragmentation de l'enveloppe nucléaire
  • Capture des chromosomes

36
Cycle du centrosome
  • Le cycle du centrosome peut se dérouler même sans
    noyau
  • Formation de 2, 4, 8
  • Vrai dans les cellules embryonnaires

37
Fig 17-9
  • Extraits d'ovocyte de Xenopus noyau de
    spermatozoïde ? nombreux cycles de duplication
    centrosomique
  • G1/S CDK (cycline E Cdk 2)
  • Initie la réplication de l'ADN en phase S
  • Stimule la duplication des centrosomes

38
4 - Les 6 phases de la phase M
39
Les 6 phases de la phase M
  • Mitose les chromosomes sont visiblement condensés
    5 étapes
  • Prophase
  • Prométaphase
  • Métaphase
  • Anaphase
  • Télophase
  • Cytocinèse 1 étape

40
Les 6 phases de la phase M
  • Séquence dynamique avec de nombreux cycles
    indépendants
  • Chromosomes
  • Cytosquelette
  • Centrosomes
  • Tout doit être coordonné pour former deux
    cellules identiques

41
Grandes étapes
  • Prophase condensation des chromosomes répliqués
  • Prométaphase fragmentation de l'enveloppe
    nucléaire
  • Métaphase alignement des chromosomes
  • Anaphase ségrégation vers les pôles du fuseau
  • Télophase reformation de l'enveloppe nucléaire

42
Fig 18-8
  • Déroulement de la mitose dans une cellule animale
    typique
  • Interphase le centrosome n'est pas visible
  • Prophase précoce le centrosome contient deux
    paires de centriole
  • Prophase tardive le centrosome se divise et on
    voit deux asters
  • Prométaphase les MT peuvent agir avec les
    chromosomes

43
Fig 18-8
  • Déroulement de la mitose dans une cellule animale
    typique
  • Métaphase Structure bipolaire du fuseau et
    chromosomes alignés
  • Anaphase précoce séparation synchrone des
    chromatides sœur
  • Anaphase tardive les pôles se sont séparés
  • Télophase reformation des deux noyaux, la
    cytocinèse est presque terminée (persistance du
    mid-body)

44
Panel 18-1
  • Division et cycle cellulaire

45
Panel 18-1
  • Interphase

46
Panel 18-1
  • Prophase et prométaphase

47
Panel 18-1
  • Métaphase et anaphase

48
Panel 18-1
  • Télophase et cytocinèse

49
Fig 18-9
  • Déroulement de la mitose dans une cellule
    végétale typique
  • Microscopie optique en contrast interférentiel
  • Très gros chromosomes
  • prophase
  • métaphase

50
Fig 18-9
  • Déroulement de la mitose dans une cellule
    végétale typique
  • E - Anaphase
  • F - Télophase
  • G - Cytocinèse
  • H - Cytocinèse
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