17.7: M-Cdk induit la transition en mitose

M-Cdk Drives Transition Into Mitosis
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Molecular Biology
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M-Cdk Drives Transition Into Mitosis

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02:15 min
April 07, 2021

Overview

Checkpoints throughout the cell cycle serve as safeguards and gatekeepers, allowing the cell cycle to progress in favorable conditions and slow or halt it in problematic ones. This regulation is known as the cell cycle control system.

Cyclin-dependent kinases, or CDKs, work in concert with cyclins to control cell cycle transitions. M-CDK, a complex of CDK1 bound to M cyclin, is a well-known example of this coordinated control that drives the transition from G2 to M phase.

M cyclin promotes M phase events—such as mitotic spindle formation, sister chromatid attachment to opposite spindle poles, chromosome condensation, nuclear envelope breakdown, and actin cytoskeleton and Golgi apparatus rearrangement. By promoting these processes, M cyclin drives the transition into the M phase.

Like other cyclins, M cyclin levels fluctuate during the cell cycle. CDK levels, however, remain relatively stable. In most cells (embryonic cells are an exception), M cyclin gene transcription increases, and M cyclin accumulates as the cell approaches the G2/M transition. The accumulated M cyclin binds to CDK, forming M-CDK complexes. The M-CDKs are primed to trigger M phase events upon activation, largely by Cdc25.

Active M-CDK enables the transition into mitosis by phosphorylating proteins that enable several early mitotic processes. However, M-CDK is not the only protein kinase that regulates this transition. Polo-like kinases and Aurora kinases, for example, also contribute to early mitotic processes.

Plk1 is a polo-like kinase necessary for the normal bipolar formation of the mitotic spindle. Plk1 phosphorylates proteins that help separate the spindle poles. Aurora-A also regulates proteins involved in forming and stabilizing the mitotic spindle, while Aurora-B allows sister chromatids to attach to the spindle. Together, M-CDK and other protein kinases help regulate the transition between the G2 and M phases of the cell cycle.

Transcript

La

transition d’une cellule vers la mitose est caractérisée par l’activation de complexes M-Cdk, constitués de la protéine kinase Cdk1 – ou kinase dépendante de la cycline 1 – liée à la cycline M.

Les complexes M-Cdk se forment lorsque la cycline M s’accumule. Dans la plupart des cellules, les niveaux de cycline M atteignent un pic pendant G2 – la phase d’écart suivant la duplication chromosomique de la phase S – et la mitose précoce.

Le complexe M-Cdk est phosphorylé sur un site actif par la kinase activatrice de CDK, ou CAK. Cependant, le complexe reste inactif, car il est également phosphorylé sur deux sites inhibiteurs par la protéine kinase Wee1.

La M-Cdk est activée en grande partie par la protéine phosphatase Cdc25. La Cdc25 élimine les phosphates qui inhibent la M-Cdk et supprime l’activité inhibitrice de Wee1.

M-Cdk favorise la transition vers la mitose en activant les facteurs nécessaires aux processus mitotiques précoces.

Dans la prophase, l’activité de M-Cdk stimule le raccourcissement et la compaction des chromosomes, connus sous le nom de condensation chromosomique. Au cours de la prophase, M-Cdk initie également la formation du fuseau mitose, qui sépare les chromosomes en deux cellules filles.

Au cours de la prométaphase dans les cellules animales, M-Cdk aide à dégrader l’enveloppe nucléaire, permettant au noyau de se séparer.

En métaphase, M-Cdk médie la fixation des chromatides sœurs aux pôles opposés du fuseau.

M-Cdk favorise la réorganisation multiphasique de l’appareil de Golgi, ce qui est important pour la formation correcte du fuseau et la ségrégation de l’organite. De plus, tout au long de la mitose, M-Cdk est impliqué dans la réorganisation du cytosquelette d’actine, qui aide à déterminer l’orientation du fuseau et l’axe de division cellulaire, entre autres fonctions.

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