18.14: L'anneau contractile

The Contractile Ring
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Molecular Biology
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The Contractile Ring

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02:15 min
April 07, 2021

Overview

Contractile rings are composed of microfilaments and are responsible for separating the daughter cells during cytokinesis. Contractile ring assembly proceeds along with other cell cycle events; however, very few mechanistic details are known about the timing and coordination of the contractile rings with the cell cycle.

A small GTPase, RhoA, controls the function and assembly of the contractile ring. RhoA belongs to the Ras superfamily of proteins. The activation of formins by RhoA promotes actin filament formation, whereas the activation of multiple protein kinases by RhoA stimulates the myosin II assembly and contraction. The kinases phosphorylate the myosin light chain and stimulate filament formation and motor activity. In addition to actin and myosin II (actomyosin), septin filaments are also involved in contractile ring formation. Septin filaments stabilize the contractile ring and play an important role in yeast cytokinesis.

The activation of RhoA is regulated by a guanine nucleotide exchange factor (Rho-GEF). This protein is found in the cortex region, which is the site of future cell division. The inactive form of RhoA is bound to GDP. Rho-GEF exchanges the GDP bound to RhoA with GTP. The binding of GTP activates RhoA, which in turn triggers the formation of contractile rings.

RhoA also regulates the activity of the scaffold protein anillin, an essential player in  contractile ring formation. While RhoA is considered the principal activator for the assembly of the contractile ring, anillin acts as the main organizer for the ring by binding with actin, myosin II, membrane phospholipids, septin, and other structural and regulatory components involved in contractile ring formation.

The continuous shrinkage of the contractile ring means it progressively needs a smaller number of actomyosin filaments to form a ring of the same thickness; therefore, concomitant disassembly of the actomyosin filaments occurs as the ring contracts. During the final stages of the cytokinesis, the contractile ring and the central spindle containing compact microtubules matures to form the midbody and the midbody ring. The midbody ring then carries out the abscission of the parent cell, resulting in the formation of two daughter cells.

Transcript

La dernière étape du cycle cellulaire qui divise une cellule en deux cellules filles s’appelle la cytokinèse. La cytokinèse commence après la séparation des chromosomes en mitose et se termine lorsque la cellule se divise.

Le début de la cytokinèse est marqué par l’apparition d’un pli, appelé sillon de clivage. À partir de l’anaphase, le sillon s’approfondit et s’étend pour former un anneau autour de la cellule. Cette compression, qui finit par diviser la cellule en deux, est générée par l’anneau contractile.

Une protéine appelée RhoA est le régulateur en chef de l’assemblage et de la fonction des anneaux contractiles. Pour s’assurer que l’anneau contractile se forme au bon endroit, RhoA est activé localement au niveau du cortex cellulaire, près de l’équateur de la cellule. RhoA, ainsi que les fibres fusiles d’anaphase, garantissent également que l’anneau contractile se forme au bon moment, après la ségrégation des chromosomes.

L’anneau contractile est constitué de protéines structurelles, notamment des filaments d’actine et des filaments de myosine II. L’activité de RhoA entraîne l’assemblage de la myosine II et des filaments d’actine anti-parallèles dans la structure du cycle contractile. RhoA favorise la polymérisation localisée des filaments d’actine qui est nécessaire à la formation de l’anneau contractile.

Les composants de l’anneau contractile génèrent la force nécessaire pour diviser la cellule. L’un des mécanismes de contraction implique l’activité motrice de la myosine. Ici, les filaments de myosine se déplacent vers l’extrémité positive des filaments d’actine antiparallèles adjacents. Cette activité tire l’actine anti-parallèle, les faisant glisser les uns sur les autres, contractant l’anneau.

La contraction de l’anneau se poursuit jusqu’à ce qu’il pince deux nouvelles cellules. L’anneau est dégradé une fois que les nouvelles cellules sont formées.

L’inefficacité ou l’absence de formation d’anneaux contractiles peut entraîner une division cellulaire anormale, une croissance altérée et un risque de formation de tumeurs.

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