Alberts • Johnson • Lewis • Morgan • Raff • Roberts • Walter Molecular Biology of the Cell Sixth Edition Chapter 17 Le cycle cellulaire Copyright © Garland Science 2015

Le cycle cellulaire La seule façon de produire une nouvelle cellule est de dupliquer une cellule qui existe déjà. Ce simple fait, établi pour la première fois au milieu du dix-neuvième siècle, porte un message profond sur la continuité de la vie Tous les organismes vivants, depuis la bactérie unicellulaire jusqu'aux mammifères multicellulaires, sont le produit de cycles répétés de croissance et division cellulaires qui proviennent de la nuit des temps et des débuts de la vie sur Terre, il y a plus de trois milliards d'années

Justification de l’existence du cycle cellulaire Une cellule se reproduit selon une séquence ordonnée d'événements par lesquels elle double son contenu puis se divise en deux. Ce cycle de duplication suivi de division, connu sous le terme de cycle cellulaire, est le mécanisme essentiel par lequel toutes les choses vivantes se reproduisent Dans les espèces unicellulaires, comme les bactéries et les levures, chaque division cellulaire produit un nouvel organisme complet Dans les espèces multicellulaires, des séquences de divisions cellulaires, longues et complexes, sont nécessaires pour produire un nouvel organisme fonctionnel Même dans un organisme adulte, la division cellulaire est normalement nécessaire pour remplacer les cellules qui meurent En fait, chacun de nous doit fabriquer plusieurs millions de cellules chaque seconde, simplement pour survivre : si toute division cellulaire était arrêtée – par exposition à une très forte dose de rayons X, par exemple – nous mourrions en quelques jours.

Le cycle cellulaire Les détails du cycle cellulaire varient d'un organisme à un autre et au cours du temps dans la vie d'un organisme. Cependant, certaines caractéristiques sont universelles. Les processus qu'une cellule doit effectuer, au minimum, sont ceux qui lui permettent d'accomplir sa tâche fondamentale : la transmission de ses informations génétiques à la génération suivante de cellules Pour produire deux cellules filles génétiquement identiques, l'ADN de chaque chromosome doit d'abord être répliqué fidèlement, pour produire deux copies identiques complètes, puis les chromosomes répliqués doivent être exactement répartis (ségrégation) aux deux cellules filles, afin que chacune reçoive une copie complète du génome (Figure 17-1).

Le cycle cellulaire La division d'une cellule eucaryote hypothétique comportant deux chromosomes (un rouge et un noir) est illustrée ici, montrant comment deux cellules filles génétiquement identiques sont produites à chaque cycle Figure 17–1 The cell cycle. The division of a hypothetical eukaryotic cell with two chromosomes (one red, and one black) is shown to illustrate how two genetically identical daughter cells are produced in each cycle. Each of the daughter cells will often continue to divide by going through additional cell cycles. Figure 17-1 Le cycle cellulaire. La division d'une cellule eucaryote hypothétique comportant deux chromosomes (un rouge et un noir) est illustrée ici, montrant comment deux cellules filles génétiquement identiques sont produites à chaque cycle. Chacune des cellules filles continue souvent à se dupliquer en suivant d'autres cycles cellulaires. Chacune des cellules filles continue souvent à se dupliquer en suivant d'autres cycles cellulaires

Croissance cellulaire En plus de dupliquer leur génome, la plupart des cellules dupliquent aussi leurs autres organites et macromolécules ; sans cela, les cellules filles deviendraient plus petites après chaque division Pour maintenir leur taille, les cellules en division doivent coordonner leur croissance (c'est-à-dire augmenter leur masse cellulaire) et leur division

Présentation du chapitre Ce chapitre décrit les différents événements du cycle cellulaire, leur contrôle et leur coordination Nous commencerons par une brève vue générale du cycle cellulaire (I) Nous décrirons ensuite le système de contrôle du cycle cellulaire, un réseau complexe de protéines régulatrices qui déclenche les différents événements du cycle (II) Nous considérerons ensuite les étapes principales du cycle cellulaire, dans lesquelles les chromosomes sont dupliqués, puis répartis entre les deux cellules filles (III, IV, V, VI) Finalement, nous considérerons comment des signaux extracellulaires gouvernent les vitesses de croissance et de division cellulaire, et comment ces deux processus sont coordonnés. (VII)

Le cycle cellulaire Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le système de contrôle du cycle cellulaire La phase S La mitose La cytocinèse Méiose Contrôle de la division et de la croissance cellulaire

Le cycle cellulaire Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le système de contrôle du cycle cellulaire La phase S La mitose La cytocinèse Méiose Contrôle de la division et de la croissance cellulaire

Vue d'ensemble du cycle cellulaire La fonction la plus basique du cycle cellulaire est de dupliquer exactement la grande quantité d'ADN répartie dans les chromosomes, puis de ségréger les copies avec précision entre deux cellules filles identiques génétiquement

Ces processus définissent les deux phases principales du cycle cellulaire La duplication des chromosomes Se fait au cours de la phase S (S pour synthèse d'ADN), Nécessite de 10 à 12 heures et occupe environ la moitié du cycle cellulaire dans une cellule de mammifère type La ségrégation des chromosomes et la division cellulaire Après la phase S Pendant la phase M (M pour mitose), Nécessite beaucoup moins de temps (moins d'une heure dans une cellule de mammifère) La phase M comprend deux événements majeurs : La division nucléaire ou mitose, durant laquelle les chromosomes recopiés sont distribués par paires aux noyaux fils Et la division cytoplasmique, ou cytocinèse, quand la cellule elle-même se divise en deux (figure 17-2).

Les principaux événements du cycle cellulaire Les principaux événements affectant les chromosomes ont lieu pendant la phase S, pendant laquelle les chromosomes sont dupliqués, et la phase M, pendant laquelle les chromosomes dupliqués sont répartis dans une paire de noyaux fils (en mitose), après quoi la cellule elle-même se divise en deux (cytocinèse). Figure 17–2 The major events of the cell cycle. The major chromosomal events of the cell cycle occur in s phase, when the chromosomes are duplicated, and m phase, when the duplicated chromosomes are segregated into a pair of daughter nuclei (in mitosis), after which the cell itself divides into two (cytokinesis). Figure 17-2 Les principaux événements du cycle cellulaire. Les principaux événements affectant les chromosomes ont lieu pendant la phase S, pendant laquelle les chromosomes sont dupliqués, et la phase M, pendant laquelle les chromosomes dupliqués sont répartis dans une paire de noyaux fils (en mitose), après quoi la cellule elle-même se divise en deux (cytocinèse).

Les étapes de la phase M À la fin de la phase S, les molécules d'ADN de chaque paire de chromosome dupliqué sont entrelacées et maintenues ensemble très fortement grâce à des liaisons à des protéines spécialisées Tôt dans la mitose, dans une phase appelée prophase, les deux molécules d'ADN sont progressivement séparées et condensées en une paire de tiges rigides appelées chromatides sœurs, qui restent liées ensemble grâce à la cohésion des chromatides sœurs Quand l'enveloppe nucléaire se désagrège plus tard au cours de la mitose, les chromatides sœurs s'attachent au fuseau mitotique, une rangée bipolaire géante de microtubules (voir Chapitre 16) Les chromatides sœurs s'attachent aux pôles opposés du fuseau et, finalement, toutes les sœurs s'alignent à l'équateur du fuseau, dans une phase appelée métaphase La destruction de la cohésion des chromatides sœurs au début de l'anaphase sépare les chromatides sœurs qui sont tirées dans des directions opposées, vers chacun des pôles du fuseau Le fuseau est à son tour désagrégé et les chromosomes séparés sont empaquetés dans .des noyaux distincts au cours de la télophase La cytocinèse clive alors la cellule en deux, afin que chaque cellule fille puisse hériter d'un des deux noyaux (Figure 17-3).

Événements de la division cellulaire des eucaryotes, comme on peut les voir au microscope Les processus facilement visibles de la division nucléaire (mitose) et de la division cellulaire (cytocinèse), collectivement appelés phase M, n'occupent habituellement qu'une petite fraction du cycle cellulaire L'autre partie, qui est beaucoup plus longue, est appelée interphase et inclut la phase S et les phases intermédiaires. Les cinq étapes de la mitose sont montrées : des modifications abruptes de l'état biochimique de la cellule ont lieu à la transition entre la métaphase et l'anaphase Une cellule peut faire une pause lorsqu'elle est en métaphase, avant le point de transition mais une fois qu'il est dépassé, la cellule poursuit la fin de la mitose et de la cytocinèse jusqu'à l'interphase Figure 17–3 The events of eukaryotic cell division as seen under a microscope. The easily visible processes of nuclear division (mitosis) and cell division (cytokinesis), collectively called m phase, typically occupy only a small fraction of the cell cycle. The other, much longer, part of the cycle is known as interphase, which includes s phase and the gap phases (discussed in text). The five stages of mitosis are shown: an abrupt change in the biochemical state of the cell occurs at the transition from metaphase to anaphase. A cell can pause in metaphase before this transition point, but once it passes this point, the cell carries on to the end of mitosis and through cytokinesis into interphase. Figure 17-3 Événements de la division cellulaire des eucaryotes, comme on peut les voir au microscope. Les processus facilement visibles de la division nucléaire (mitose) et de la division cellulaire (cytocinèse), collectivement appelés phase M, n'occupent habituellement qu'une petite fraction du cycle cellulaire. L'autre partie, qui est beaucoup plus longue, est appelée interphase et inclut la phase 5 et les phases intermédiaires (discutées dans le texte). Les cinq étapes de la mitose sont montrées: des modifications abruptes de l'état biochimique de la cellule ont lieu à la transition entre la métaphase et l'anaphase. Une cellule peut faire une pause lorsqu'elle est en métaphase, avant le point de transition mais une fois qu'il est dépassé, la cellule poursuit la fin de la mitose et de la cytocinèse jusqu'à l'interphase.

Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le cycle cellulaire des eucaryotes est divisé en quatre phases Le contrôle du cycle cellulaire est identique pour tous les eucaryotes La progression du cycle cellulaire peut être étudiée de différentes façons

Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le cycle cellulaire des eucaryotes est divisé en quatre phases Le contrôle du cycle cellulaire est identique pour tous les eucaryotes La progression du cycle cellulaire peut être étudiée de différentes façons

Les 4 phases du cycle cellulaire : G1 , S, G2 et M La plupart des cellules prennent plus de temps pour grossir et doubler leur masse de protéines et d'organites qu'elles n'en nécessitent pour dupliquer leurs chromosomes et se diviser En partie pour se donner plus de temps pour grossir, la plupart des cycles cellulaires ont des phases transitoires supplémentaires une phase G1 entre les phases M et S et une phase G2 entre S et la mitose Ainsi, traditionnellement, le cycle cellulaire est divisé en 4 phases séquentielles : G1 , S, G2 et M L'ensemble des phases GI , S, et G2 est appelé interphase

Les quatre phases du cycle cellulaire Dans la plupart des cellules, des phases intermédiaires séparent les événements principaux qui ont lieu pendant les phases S et M. G1 est la phase intermédiaire entre la phase M et la phase S, alors que G2 est la phase intermédiaire entre la phase S et la phase M Figure 17–4 The four phases of the cell cycle. In most cells, gap phases separate the major events of S phase and M phase. G1 is the gap between M phase and S phase, while G2 is the gap between S phase and M phase. Figure 17-4 Les quatre phases du cycle cellulaire. Dans la plupart des cellules, des phases intermédiaires séparent les événements principaux qui ont lieu pendant les phases S et M. G1 est la phase intermédiaire entre la phase M et la phase S, alors que G2 est la phase intermédiaire entre la phase S et la phase M.

Événements de la division cellulaire des eucaryotes, comme on peut les voir au microscope Les processus facilement visibles de la division nucléaire (mitose) et de la division cellulaire (cytocinèse), collectivement appelés phase M, n'occupent habituellement qu'une petite fraction du cycle cellulaire L'autre partie, qui est beaucoup plus longue, est appelée interphase et inclut la phase S et les phases intermédiaires. Les cinq étapes de la mitose sont montrées : des modifications abruptes de l'état biochimique de la cellule ont lieu à la transition entre la métaphase et l'anaphase Une cellule peut faire une pause lorsqu'elle est en métaphase, avant le point de transition mais une fois qu'il est dépassé, la cellule poursuit la fin de la mitose et de la cytocinèse jusqu'à l'interphase Figure 17–3 The events of eukaryotic cell division as seen under a microscope. The easily visible processes of nuclear division (mitosis) and cell division (cytokinesis), collectively called m phase, typically occupy only a small fraction of the cell cycle. The other, much longer, part of the cycle is known as interphase, which includes s phase and the gap phases (discussed in text). The five stages of mitosis are shown: an abrupt change in the biochemical state of the cell occurs at the transition from metaphase to anaphase. A cell can pause in metaphase before this transition point, but once it passes this point, the cell carries on to the end of mitosis and through cytokinesis into interphase. Figure 17-3 Événements de la division cellulaire des eucaryotes, comme on peut les voir au microscope. Les processus facilement visibles de la division nucléaire (mitose) et de la division cellulaire (cytocinèse), collectivement appelés phase M, n'occupent habituellement qu'une petite fraction du cycle cellulaire. L'autre partie, qui est beaucoup plus longue, est appelée interphase et inclut la phase 5 et les phases intermédiaires (discutées dans le texte). Les cinq étapes de la mitose sont montrées: des modifications abruptes de l'état biochimique de la cellule ont lieu à la transition entre la métaphase et l'anaphase. Une cellule peut faire une pause lorsqu'elle est en métaphase, avant le point de transition mais une fois qu'il est dépassé, la cellule poursuit la fin de la mitose et de la cytocinèse jusqu'à l'interphase.

Interphase / phase M Dans une cellule humaine type en culture l'interphase peut occuper 23 heures sur un cycle de 24 heures, seulement 1 heure pour la phase M La cellule grossit tout au long du cycle cellulaire, excepté au cours de la mitose

Les deux phases intermédiaires Représentent plus qu'un simple délai permettant à la cellule de grossir Elles lui donnent le temps de contrôler son environnement intérieur et extérieur pour s'assurer que les conditions sont favorables et que les préparations sont terminées, avant que la cellule ne s'engage dans les grands chamboulements que représentent la phase S et la mitose

Phases G1 et G0 La phase G1 est particulièrement importante Sa longueur peut être extrêmement variable en fonction des conditions externes et des signaux extracellulaires en provenance des autres cellules Si les conditions extracellulaires sont défavorables, par exemple, les cellules retardent la progression de la phase G1 et peuvent même entrer dans un état de repos spécial appelé phase G0 (G zéro), dans laquelle elles peuvent rester pendant des jours, des semaines et même des années avant de reprendre leur prolifération. En effet, beaucoup de cellules restent en phase G0 de façon permanente jusqu'à ce qu'elles meurent, ou que l'organisme meure Si les conditions extracellulaires sont favorables et que les signaux pour grossir et se diviser sont présents, les cellules en début de phase G1 ou G0 progressent jusqu'à un point de non-retour

Point de non-retour À la fin de G1 que l'on appelle départ (chez les levures) ou point de restriction (pour les cellules de mammifères) Nous utiliserons le terme départ à la fois pour les levures et les cellules animales Ce point dépassé, les cellules sont engagées dans la réplication de leur ADN, même si les signaux extracellulaires qui stimulent la croissance et la division cellulaire sont retirés

Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le cycle cellulaire des eucaryotes est divisé en quatre phases Le contrôle du cycle cellulaire est identique pour tous les eucaryotes La progression du cycle cellulaire peut être étudiée de différentes façons

OVERVIEW OF THE CELL CYCLE Certaines caractéristiques du cycle cellulaire, y compris le temps nécessaire pour terminer certains événements, varient beaucoup d'une cellule à une autre, même dans le même organisme L'organisation de base du cycle, cependant, est essentiellement la même pour toutes les cellules eucaryotes et tous les eucaryotes semblent utiliser des machineries et des mécanismes de contrôle similaires pour conduire et contrôler les événements du cycle cellulaire Les protéines du système de contrôle du cycle cellulaire, par exemple, sont apparues pour la première fois il y a des milliards d'années. De façon remarquable, elles ont été si bien conservées au cours de l'évolution que beaucoup fonctionnent parfaitement quand on les transfère de l'homme à la levure. On peut donc étudier le cycle cellulaire et sa régulation dans toute une variété d'organismes et utiliser les résultats de l'ensemble pour assembler une image unique résumant le mode de division des cellules eucaryotes

Les embryons précoces de la grenouille Xenopus laevis Modèles d’organismes utilisés dans l’analyse du cycle cellulaire des eucaryotes La levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiæ et de fission Schizosaccharomyces pombe Les embryons précoces de la grenouille Xenopus laevis La mouche du vinaigre Drosophila melanogaster Les cellules humaines en culture

i - La levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiæ et la levure de fission Schizosaccharomyces pombe Sont des eucaryotes simples dans lesquelles on peut faire appel à de puissantes approches moléculaires et génétiques pour identifier et caractériser les gènes et les protéines qui gouvernent les caractéristiques fondamentales de la division cellulaire

ii - Les embryons précoces de certains animaux, en, particulier ceux de la grenouille Xenopus laevis, Excellents outils pour disséquer biochimiquement les mécanismes du contrôle du cycle cellulaire

iii - La mouche du vinaigre Drosophila melanogaster Utile à l’analyse génétique des mécanismes qui sous-tendent le contrôle et la coordination de la croissance et de la division des cellules des organismes multicellulaires

iv - Les cellules humaines en culture Excellent système pour l’exploration moléculaire et microscopique des processus complexes grâce auxquels nos propres cellules se divisent

Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le cycle cellulaire des eucaryotes est divisé en quatre phases Le contrôle du cycle cellulaire est identique pour tous les eucaryotes La progression du cycle cellulaire peut être étudiée de différentes façons

Comment savoir dans quelle phase du cycle cellulaire se trouve une cellule animale ? Un des moyens est simplement de regarder la cellule vivante au microscope Un coup d'œil sur une population de cellules de mammifères en cours de prolifération en culture révèle qu'une partie des cellules se sont arrondies et sont en mitose (voir Figure 17-5).

Cellules de mammifère proliférant en culture Les cellules dans ce cliché de microscopie électronique à balayage sont des fibroblastes de rat En bas à gauche les cellules se sont arrondies et sont en mitose Figure 17–5 Mammalian cells proliferating in culture. The cells in this scanning electron micrograph are rat fibroblasts. Cells at the lower left have rounded up and are in mitosis. (Courtesy of guenter albrecht-Buehler.) Figure 17-5 Cellules de mammifère proliférant en culture. Les cellules dans ce cliché de microscopie électronique à balayage sont des fibroblastes de rat. En bas à gauche les cellules se sont arrondies et sont en mitose. (Dû à l'obligeance de Guenter Albrecht Buehler.)

Comment savoir dans quelle phase du cycle cellulaire se trouve une cellule animale ? D'autres sont en cours de cytocinèse De même il est très utile d’observer au microscope des cellules de levure bourgeonnante parce que la taille du bourgeon fournit une indication sur le stade du cycle cellulaire (voir Figure 17-6)

Morphologie des levures bourgeonnantes Dans une population normale de cellules de levure qui prolifèrent, la taille des bourgeons dépend du stade dans lequel se trouvent les levures. Les cellules sans bourgeon sont en G1. À partir du point de transition start il se forme un petit bourgeon dont la taille augmente pendant les phases S et M jusqu’à ce qu’elle atteigne presque la taille de la cellule mère Figure 17–6 The morphology of budding yeast cells. In a normal population of proliferating yeast cells, buds vary in size according to the cell-cycle stage. Unbudded cells are in G1. Progression through the start transition triggers formation of a tiny bud, which grows in size during the S and M phases until it is almost the size of the mother cell. (Courtesy of Jeff Ubersax.) Figure 17-6 Morphologie des levures bourgeonnantes. Dans une population normale de cellules de levure qui prolifèrent, la taille des bourgeons dépend du stade dans lequel se trouvent les levures. Les cellules sans bourgeon sont en G1. À partir du point de transition start il se forme un petit bourgeon dont la taille augmente pendant les phases S et M jusqu’à ce qu’elle atteigne presque la taille de la cellule mère. (Dû à l'obligeance de Jeff Ubersax.)

On peut obtenir d’autres informations sur le stade du cycle cellulaire en colorant les cellules On peut obtenir des informations supplémentaires sur leur position dans le cycle cellulaire par coloration des cellules avec des colorants fluorescents qui se lient à l'ADN (révélant la condensation des chromosomes au cours de la mitose), ou avec des anticorps qui reconnaissent des composantes spécifiques comme les microtubules (ce qui révèle le fuseau mitotique).Les cellules en phase S peuvent être identifiées au microscope en les supplémentant en molécules visualisables incorporées dans le nouvel ADN, comme la bromodéoxyuridine (BrdU), un analogue synthétique de la thymidine ; les noyaux cellulaires ayant incorporé la BrdU sont alors facilement colorés par un anticorps anti-BrdU spécifique (Figure 17-7).

Marquage des cellules en phase S Cliché de micrographie avec immunofluorescence de cellules épithéliales d'intestins de poisson zèbre, marquées au BrdU. Le poisson a été exposé au BrdU, après quoi les tissus ont été fixés et préparés pour marquage avec des anticorps fluorescents anti-BrdU (vert). Toutes les cellules sont colorées avec un colorant fluorescent rouge Figure 17–7 Labeling S-phase cells. An immunofluorescence micrograph of BrdU-labeled epithelial cells of the zebrafish gut. The fish was exposed to BrdU, after which the tissue was fixed and prepared for labeling with fluorescent anti-BrdU antibodies (green). All the cells are stained with a red fluorescent dye. (Courtesy of Cécile Crosnier.) Figure 17-7 Marquage des cellules en phase S. Cliché de micrographie avec immunofluorescence de cellules épithéliales d'intestins de poisson zèbre, marquées au BrdU. Le poisson a été exposé au BrdU, après quoi les tissus ont été fixés et préparés pour marquage avec des anticorps fluorescents anti-BrdU (vert). Toutes les cellules sont colorées avec un colorant fluorescent rouge. (Dû à l'obligeance de Cécile Crosnier.)

Estimation de la durée des phases S et M Habituellement, dans une population de cellules de mammifères en cours de prolifération rapide mais asynchrone, environ 30 à 40 p. 100 seront en phase S à chaque instant et seront marquées après un traitement bref et rapide de BrdU (pulse) À partir de la proportion de cellules ainsi marquée (index de marquage) dans une telle population, on peut estimer la durée de la phase S en tant que fraction de la durée de l'ensemble du cycle cellulaire De même, à partir de la proportion de cellules en mitose (index mitotique), on peut estimer la durée de la phase M

Cytomètre de flux Un autre moyen d'estimer la phase atteinte par une cellule au cours du cycle cellulaire est d'en mesurer le contenu en ADN puisqu'il double au cours de la phase S Cette approche est grandement facilitée par l'utilisation de colorants fluorescents qui se lient à l'ADN, et par l'utilisation d’un cytomètre de flux, qui permet d’analyser rapidement et automatiquement un grand nombre de cellules (Figure 17-8).

Analyse du contenu en ADN par cytométrie de flux Ce graphique montre les résultats généralement obtenus, concernant la prolifération d'une population de cellules quand le contenu en ADN de ses cellules individuelles est déterminé par passage dans un cytomètre de flux. Les cellules analysées ici ont été marquées par un colorant qui devient fluorescent quand il se lie à l'ADN, si bien que la fluorescence totale est directement proportionnelle à la quantité d'ADN dans chacune des cellules. Les cellules peuvent être séparées en trois catégories : celles qui ont un complément en ADN non répliqué et sont donc en G1 celles qui ont un complément en ADN complètement répliqué (deux fois le contenu en ADN de G1) et sont en phase G2 ou M, et celles qui ont une quantité d'ADN intermédiaire et qui sont donc en phase S. La distribution des cellules dans le cas illustré ici indique qu'il y a un plus grand nombre de cellules en G1 qu'en G2+M, montrant que G1 est une phase plus longue que G2+M pour cette population. Figure 17–8 Analysis of DNA content with a flow cytometer. This graph shows typical results obtained for a proliferating cell population when the DNA content of its individual cells is determined in a flow cytometer. (a flow cytometer, also called a fluorescence-activated cell sorter, or FACS, can also be used to sort cells according to their fluorescence—see Figure 8–2). The cells analyzed here were stained with a dye that becomes fluorescent when it binds to dna, so that the amount of fluorescence is directly proportional to the amount of DNA in each cell. The cells fall into three categories: those that have an unreplicated complement of DNA and are therefore in G1, those that have a fully replicated complement of DNA (twice the G1 DNA content) and are in G2 or M phase, and those that have an intermediate amount of DNA and are in S phase. The distribution of cells indicates that there are greater numbers of cells in G1 than in G2 + M phase, showing that G1 is longer than G2 + M in this population. Figure 17-8 Analyse du contenu en ADN par cytométrie de flux. Ce graphique montre les résultats généralement obtenus, concernant la prolifération d'une population de cellules quand le contenu en ADN de ses cellules individuelles est déterminé par passage dans un cytomètre de flux. [Le cytomètre de flux, aussi appelé trieur de cellules activées par la fluorescence (FACS), peut aussi être utilisé pour trier les cellules selon qu'elles sont fluorescentes ou non - voir Figure 8-2.] Les cellules analysées ici ont été marquées par un colorant qui devient fluorescent quand il se lie à l'ADN, si bien que la fluorescence totale est directement proportionnelle à la quantité d'ADN dans chacune des cellules. Les cellules peuvent être séparées en trois catégories: celles qui ont un complément en ADN non répliqué et sont donc en G1 celles qui ont un complément en ADN complètement répliqué (deux fois le contenu en ADN de G1) et sont en phase G2 ou M, et celles qui ont une quantité d'ADN intermédiaire et qui sont donc en phase S. La distribution des cellules dans le cas illustré ici indique qu'il y a un plus grand nombre de cellules en G1 qu'en G2+M, montrant que G1 est une phase plus longue que G2+M pour cette population.

Figure 8-2 [Le cytomètre de flux, aussi appelé trieur de cellules activées par la fluorescence (FACS), peut aussi être utilisé pour trier les cellules selon qu'elles sont fluorescentes ou non - voir Figure 8-2.]

Détermination de la durée des phases G1, S et G2 + M On peut utiliser la cytométrie de flux pour déterminer la durée des phases G1, S et G2 + M en suivant, au cours du cycle cellulaire, le contenu en ADN dans une telle population synchronisée [Le cytomètre de flux, aussi appelé trieur de cellules activées par la fluorescence (FACS), peut aussi être utilisé pour trier les cellules selon qu'elles sont fluorescentes ou non - voir Figure 8-2.]

Résumé La division cellulaire commence habituellement avec la duplication du contenu cellulaire, suivie par la distribution de ce contenu dans deux cellules filles La duplication des chromosomes a lieu pendant la phase S du cycle cellulaire alors que la plupart des autres composants cellulaires sont dupliqués en continu pendant le cycle Au cours de la phase M, les chromosomes dupliqués sont séparés en noyaux individualisés (mitose) et la cellule se coupe en deux (cytocinèse) Les phases S et M sont en général séparées par des phases intermédiaires appelées G1 et G2, au cours desquelles des signaux divers d'origine intracellulaire ou extracellulaire contrôlent la progression du cycle cellulaire L'organisation du cycle cellulaire et son contrôle ont été très conservés au cours de l'évolution des espèces et les études dans toute une variété de systèmes ont conduit à une vue unifiée du contrôle du cycle cellulaire des eucaryotes

I. Vue d'ensemble du cycle cellulaire Fin

Le cycle cellulaire Vue d'ensemble du cycle cellulaire Le système de contrôle du cycle cellulaire La phase S La mitose La cytocinèse Méiose Contrôle de la division et de la croissance cellulaire