Nous expliquons ce qu’est le cycle cellulaire, ses phases, ses points de contrôle et sa régulation. De plus, son implication dans le développement du cancer.
Qu’est-ce que le cycle cellulaire ?
Le cycle cellulaire est l’ensemble ordonné et séquentiel d’événements qui se déroulent dans toutes les cellules en général. Ils impliquent leur croissance et leur reproduction éventuelle en deux cellules « filles » . Ce processus est essentiel à l’ existence des êtres multicellulaires .
Elle commence par l’apparition d’une jeune cellule et se termine par sa maturation et sa division cellulaire , c’est-à-dire la création de deux nouvelles cellules. Elle s’effectue selon un ensemble de stimuli et de réponses biochimiques interprétées par le noyau cellulaire , qui garantissent la reproduction ordonnée des tissus de l’organisme.
Par conséquent, les cellules initient normalement leur cycle cellulaire lorsque les conditions environnementales y sont favorables. Cependant, le cycle ne se déroule pas toujours de la même manière, avec des variations importantes dans les cellules animales et végétales ou procaryotes et eucaryotes . Cependant, il se produit chez tous les êtres vivants , avec des objectifs similaires et des étapes similaires.
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Phases du cycle cellulaire
Les étapes du cycle cellulaire sont décrites selon la formule :
- G 1. De l’anglais Gap 1 ou Interval 1
- S. Synthèse ou Synthèse
- G 2. Intervalle 2 ou Intervalle 2
- M. Phase M ou Phase M, dont le nom est dû au fait qu’elle comprend la mitose ou méiose , avant la division cytoplasmique ou cytokinèse.
Les cellules, avant d’entreprendre le cycle cellulaire, sont dites « quiescentes » (c’est-à-dire qu’elles choisissent d’être silencieuses), et une fois qu’elles ont entrepris le cycle cellulaire, elles sont dites « proliférantes » (c’est-à-dire qu’elles se multiplient rapidement).
Le cycle cellulaire n’est pas linéaire, mais circulaire, puisque les jeunes cellules peuvent choisir de répéter le processus , créant ainsi deux nouvelles chacune, selon les besoins. Et d’une manière générale, les différentes étapes qui le composent s’organisent en deux phases distinctes, qui sont :
- L’interface. Cette première phase comprend les stades G1-S-G2, et au cours de ceux-ci, il grandit jusqu’à son niveau approprié pour commencer la duplication de son matériel génétique , en le copiant complètement selon son ADN .
- Gap étape 1. La cellule se développe physiquement, dupliquant ses organites et les protéines nécessaires aux étapes suivantes.
- Stade S. Une copie complète de l’ADN de la cellule est synthétisée, ainsi qu’un double du centrosome, ce qui aidera à séparer l’ADN dans les étapes ultérieures.
- Gap Stage 2. La cellule grossit davantage, fabrique de nouvelles protéines et organites et se prépare pour la mitose, la division cellulaire.
- La phase M. La phase mitotique commence lorsque la cellule a déjà dupliqué son matériel génétique et ses organites, prête à se diviser en deux individus identiques. Le début de la mitose commence par la séparation de l’ADN en deux doubles chaînes, et les deux nouveaux noyaux cellulaires s’éloignent l’un de l’autre, vers des pôles opposés.
La phase M est divisée en quatre phases distinctes : prophase, métaphase, anaphase, télophase .
Ainsi, lorsque la cytokinèse commence, qui est la préparation de la séparation finale des deux nouvelles cellules, chaque noyau reste séparé. Une barrière commence à être générée entre les deux cellules, qui deviendra plus tard une partie de la membrane plasmique elle-même , et finalement la séparation physique se produit.
Régulation du cycle cellulaire
Le cycle cellulaire doit se dérouler dans des conditions très particulières , qui nécessitent des instances de contrôle et de régulation bien particulières. Si bien que sans consignes précises, non seulement tout le cycle ne démarre pas, mais le passage d’une étape à la suivante ne se fera pas.
Dans le premier cas, le contrôle est exercé par les gènes du propre code génétique de la cellule . Il y a les instructions pour fabriquer ou modifier des protéines pour déclencher chaque étape du cycle. L’ensemble d’ enzymes qui activent, facilitent ou terminent chaque phase sont les cyclines et les kinases dépendantes des cyclines.
Points de contrôle du cycle cellulaire
Il existe, en particulier pendant la mitose, une série de points de contrôle du cycle cellulaire, dans lesquels le processus est supervisé et on s’assure qu’aucune erreur n’a été commise. Ce sont des voies de vérification d’existence transitoires , c’est-à-dire qu’une fois leur fonction remplie et qu’il a été vérifié que le processus se poursuit sans erreur, elles disparaissent.
De plus, dans le cas où le problème, après un certain temps, n’a pas été résolu de manière satisfaisante, ces points de contrôle préparent la cellule à entreprendre l’autodestruction ou l’apoptose .
Les points de contrôle pendant la mitose sont :
- À la fin du stade G1 et avant le S. C’est le point de contrôle de l’ADN non répliqué, qui inhibe le gène Cdc25, qui à son tour active la cycline A/B Cdk1. Ainsi, il empêche le cycle de continuer.
- Avant l’anaphase en mitose. C’est un point de contrôle qui garantit la séparation des chromosomes , et il agit en activant la protéine Mad2 qui empêche la dégradation de la ségurine, jusqu’à ce que les conditions soient appropriées.
- Points de contrôle des dommages à l’ADN en G1, S ou G2. En cas de dommages cellulaires, en particulier au niveau du matériel génétique, la protéine p53 sera activée, ce qui permet la réparation de l’ADN. En cas d’échec, les processus d’apoptose sont immédiatement activés.
Importance du cycle cellulaire
Le cycle cellulaire est le cycle fondamental de la reproduction cellulaire, qui permet la croissance des organismes multicellulaires et la réparation des tissus . De plus, il provoque la prolifération nécessaire pour, par exemple, générer la masse cellulaire critique pour former des embryons de futurs nouveaux individus de l’espèce.
C’est un processus qui s’effectue en permanence . Il est encodé dans notre ADN lui-même, c’est pourquoi il est l’un des cycles fondamentaux et originaux de la vie des cellules eucaryotes.
Le cancer et le cycle cellulaire
Comme on le sait, le cancer est une maladie dans laquelle certaines cellules de certains tissus initient une reproduction anormale et imparable de cellules dysfonctionnelles. Ce processus, qui peut entraîner la mort s’il n’est pas arrêté à temps, n’est pas interrompu par le processus naturel d’ apoptose cellulaire, il nécessite donc une intervention médicale.
De nombreux spécialistes suggèrent que le début du processus cancérigène se trouve dans certains gènes régulateurs du cycle cellulaire qui ne fonctionnent pas bien ou ont été endommagés, soumettant le processus à un manque de contrôle qui à son tour génère d’autres échecs et aboutit à la formation d’une tumeur. Ces gènes sont connus sous le nom d’oncogènes et leurs précurseurs sous le nom de protoncogènes.