18.6:

18.6: Duplication du centrosome

Centrosome Duplication

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Centrosome Duplication

18.5: The Mitotic Spindle

18.7: Microtubule Instability

3,964 Views

•

02:25 min

•

April 07, 2021

Overview

The primary microtubule organizing center (MTOC) in animal cells is the centrosome. A centrosome has two cylindrical centrioles at its core. Each centriole consists of nine sets of three microtubules held together by proteins. The centrioles are positioned at right angles to each other and surrounded by a shapeless protein cloud called the pericentriolar matrix, or pericentriolar material (PCM).

To ensure that each daughter cell receives a centrosome after cell division, centrosome duplication begins early in the cell cycle. Centrosome duplication is tightly regulated by cell cycle controls—such as cyclin-dependent kinase 2 (CDK2)—to prevent it from occurring more than once per cell cycle. Thus, by the time the cell reaches mitosis, it has two centrosomes.

Centrosome duplication coincides with phases of the cell cycle. During the G₁ phase of the cell cycle, the two centrioles in the centrosome separate, a process called centrosome disorientation.

During the G₁ and S phases, centrosomes are duplicated. A new centriole, called a procentriole, begins to form and elongate at the base of each of the two existing centrioles. The procentrioles elongate through S and G₂ until they are as large as the older centrioles. The four centrioles remain close together within the enlarged PCM until the cell enters mitosis.

During the G₂ phase, γ-tubulin and other PCM proteins accumulate in the centrosome, a process called centrosome maturation.

During the transition between the G₂ and M phases, the centrosomes begin to separate. The two mother centrioles become disconnected, and microtubule motor proteins move the two centrosomes apart.

Errors in centrosome regulation can cause abnormalities in the number of chromosomes and centrosomes. Centrosome abnormalities and defects in centrosome cycle progression are implicated in multiple diseases, notably cancer. Tumor suppressor proteins and oncogenes are linked to detrimental changes in tumor cell centrosomes, making these proteins an attractive treatment target.

Transcript

Un centrosome est le principal organisateur de microtubules d’une cellule eucaryote et joue un rôle essentiel dans la formation du fuseau mitotique, un arrangement bipolaire de microtubules qui sépare les chromatides sœurs. Les deux pôles du fuseau sont formés par deux centrosomes placés de manière opposée.

Avant le cycle cellulaire, cependant, la plupart des cellules animales ne contiennent qu’un seul centrosome dans le cytoplasme. La kinase dépendante G1/S-cycline ou complexe Cdk, composée de la cycline E et de la Cdk2 dans les cellules animales, aide à déclencher la duplication des centrosomes ainsi que l’entrée dans le cycle cellulaire.

Chaque centrosome est constitué de deux centrioles, qui sont encapsulés par une matrice péricentriolaire protéique.

La duplication des centrosomes commence au début de la phase G1 lorsque la séparatrice effectue le désengagement des deux centrioles. Une protéine appartenant à la famille des protéines kinases de type polo, Plk-4, est un régulateur important de la biogenèse des centrioles chez l’homme.

Vers le début de la phase S, un centriole fille commence à se développer à angle droit par rapport à la base de chaque centriole.

Au cours de G2, les centrioles filles finissent généralement de s’allonger. Les quatre centrioles restent rapprochés dans le centrosome jusqu’à ce que la cellule entre en mitose.

Au début de la mitose, le centrosome se divise en deux, ce qui est également connu sous le nom de disjonction du centrosome. Les deux centrosomes résultants contiennent chacun une paire de centrioles et la matrice péricentriolaire. Les deux centrosomes nucléent un ensemble de microtubules, principalement au centriole mère, formant collectivement le fuseau mitotique.

Le cycle de vie des centrosomes et des chromosomes est similaire à plusieurs égards. Leur duplication ne se produit qu’une fois par cycle et les deux sont dupliqués par un processus semi-conservateur où une nouvelle copie est produite à partir de la copie parent préexistante.

De plus, comme pour les chromosomes, une copie du centrosome est distribuée de manière égale à chaque cellule fille après la division.

Une duplication excessive des centrosomes peut altérer l’assemblage du fuseau mitotique et provoquer une mauvaise ségrégation des chromosomes, ce qui peut provoquer des maladies comme le cancer.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

Centrosome Centre d’organisation des microtubules Centriole Matrice péricentriolaire Division cellulaire Contrôles du cycle cellulaire Kinase 2 dépendante des cyclines Mitose Phase G1 Phase S Procentriole Désorientation des centrosomes Phase G2 Accumulation de tubuline Maturation des centrosomes