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Les cellules eucaryotes, c’est-à-dire celles qui composent les protistes , les champignons, les plantes et les animaux, présentent un échafaudage semblable à un squelette, le soi-disant cytosquelette (étymologiquement, « squelette cellulaire »). Ce cytosquelette maintient la forme et l’organisation interne des organites, permet divers mouvements et assure le transit des structures et des substances au niveau intracellulaire. L’un des composants du cytosquelette sont les microtubules., qui sont des structures tubulaires constituées de protéines appelées tubulines alpha et bêta. Entre autres fonctions, les microtubules participent à la division cellulaire en facilitant le mouvement des chromosomes, qui sont à leur tour des structures composées d’acide désoxyribonucléique, la molécule qui transporte le matériel génétique.
De nombreux types de cellules eucaryotes ont un réseau spécialisé de microtubules appelés centrioles, qui se trouvent dans la région du cytoplasme proche de l’enveloppe nucléaire connue sous le nom de centrosome. Dans les cellules en division, les centrioles apparaissent entourés d’un groupe de courts filaments disposés en étoile : les asters.
La fonction des asters lors de la division cellulaire
Avant d’entrer dans la division cellulaire, au cours d’une étape appelée interphase, les cellules dupliquent leur matériel génétique, leurs organites et des structures telles que leur centrosome (ainsi que les centrioles qu’il contient). Vers la fin de l’interphase, le centrosome dupliqué se divise, laissant deux centrosomes, chacun avec une paire de centrioles.
Une fois l’interphase terminée, les cellules commencent leur division cellulaire en entrant en prophase, une étape au cours de laquelle les microtubules se réorganisent pour former une structure appelée fuseau mitotique. La formation du fuseau est précédée de l’apparition des asters : chaque aster migre vers des positions opposées à l’intérieur de la cellule, établissant ainsi les pôles à partir desquels le fuseau se formera.
Le fuseau mitotique déjà formé est composé de trois types de fibres : les asters, qui entourent les centrioles et dont les extrémités rayonnent dans toutes les directions ; les microtubules du kinétochore, qui sont attachés à une extrémité aux kinétochores de chaque chromosome dupliqué ; et les microtubules polaires ou interpolaires, qui se développent sans trouver de kinétochore auquel s’attacher.
A la fin de la prophase et au début de l’étape suivante, la métaphase, les microtubules des asters sont beaucoup plus nombreux et plus courts qu’en interphase, et ils n’établissent pas de contact avec la paire de centrioles environnante.
Au stade suivant, l’anaphase, le fuseau s’allonge sous l’action de protéines qui forment des ponts entre les microtubules polaires, les tirant vers le pôle dont ils sont issus. D’autres types de protéines lient les microtubules de l’aster à la membrane ou aux protéines de la cellule sous-jacente (c’est-à-dire l’une des cellules qui restera après la rupture de la cellule en division d’origine) ; Cela contribue au déplacement des centrioles et des asters, à l’allongement de la cellule et à la sphériquerie des pôles cellulaires avant la séparation des cellules filles.
Précisément, la séparation des cellules filles ou cytocinèse est produite par l’étranglement du cytoplasme. Ici, le rôle des microtubules du fuseau n’est pas très clair compte tenu d’expériences dans lesquelles ils ont été retirés après métaphase dans des cellules hedgehog, dans lesquelles la cytokinèse se produit normalement et l’aster disparaît dans la télophase, stade après l’anaphase et avant la séparation du cytoplasme.
La question du rôle des asters dans la cytokinèse n’est pas la seule à être résolue. Entre autres questions, il reste à déterminer le mécanisme qui permet au rayon de chaque microtubule d’aster de ne pas changer lors de son expansion, d’identifier le mécanisme de séparation de l’aster du centrosome et d’établir comment sa croissance est inhibée. Toutes ces questions nécessitent l’étude de nouveaux mécanismes moléculaires, biochimiques et biophysiques.
Sources
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