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10.3 : Contrôle du cycle cellulaire - Biologie

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10.3 : Contrôle du cycle cellulaire

10-3 Régulation du cycle cellulaire

Lorsque le contrôle du cycle cellulaire échoue, les cellules commencent à se diviser de manière incontrôlable, ce qui entraîne des masses et l'incapacité des cellules à remplir leurs fonctions normales. Cette condition est appelée cancer.

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Régulation du cycle cellulaire par des événements externes

L'initiation et l'inhibition de la division cellulaire sont déclenchées par des événements externes à la cellule lorsqu'elle est sur le point de commencer le processus de réplication. Un événement peut être aussi simple que la mort d'une cellule à proximité ou aussi radical que la libération d'hormones favorisant la croissance, telles que l'hormone de croissance humaine (HGH). Un manque de HGH peut inhiber la division cellulaire, entraînant un nanisme, alors qu'une trop grande quantité de HGH peut entraîner un gigantisme. L'entassement des cellules peut également inhiber la division cellulaire. Un autre facteur qui peut initier la division cellulaire est la taille de la cellule à mesure qu'une cellule se développe, elle devient inefficace en raison de son rapport surface/volume décroissant. La solution à ce problème est de diviser.

Quelle que soit la source du message, la cellule reçoit le signal, et une série d'événements au sein de la cellule lui permet de passer en interphase. À partir de ce point d'initiation, tous les paramètres requis pendant chaque phase du cycle cellulaire doivent être respectés ou le cycle ne peut pas progresser.


Réglementation aux points de contrôle internes

Il est essentiel que les cellules filles produites soient des copies exactes de la cellule mère. Des erreurs dans la duplication ou la distribution des chromosomes conduisent à des mutations qui peuvent être transmises à chaque nouvelle cellule produite à partir d'une cellule anormale. Pour empêcher une cellule compromise de continuer à se diviser, il existe des mécanismes de contrôle interne qui fonctionnent à trois points de contrôle principaux du cycle cellulaire. Un point de contrôle est l'un des nombreux points du cycle cellulaire eucaryote auxquels la progression d'une cellule vers l'étape suivante du cycle peut être interrompue jusqu'à ce que les conditions soient favorables. Ces points de contrôle se produisent vers la fin de G1, au G2/M transition, et pendant la métaphase (Figure).

Le cycle cellulaire est contrôlé à trois points de contrôle. L'intégrité de l'ADN est évaluée au G1 point de contrôle. La duplication chromosomique appropriée est évaluée au niveau G2 point de contrôle. L'attachement de chaque kinétochore à une fibre fusiforme est évalué au point de contrôle M.


Le G1 Point de contrôle

Le G1 Le point de contrôle détermine si toutes les conditions sont favorables à la poursuite de la division cellulaire. Le G1 Le point de contrôle, également appelé point de restriction (chez la levure), est un point auquel la cellule s'engage de manière irréversible dans le processus de division cellulaire. Les influences externes, telles que les facteurs de croissance, jouent un rôle important dans le transport de la cellule au-delà du G1 point de contrôle. En plus des réserves adéquates et de la taille des cellules, il existe un contrôle des dommages à l'ADN génomique au niveau du G1 point de contrôle. Une cellule qui ne répond pas à toutes les exigences ne sera pas autorisée à passer en phase S. La cellule peut arrêter le cycle et tenter de remédier à la condition problématique, ou la cellule peut avancer en G0 et attendre d'autres signaux lorsque les conditions s'amélioreront.


Contrôle du cycle cellulaire

La durée du cycle cellulaire est très variable, même à l'intérieur des cellules d'un seul organisme. Chez l'homme, la fréquence du renouvellement cellulaire varie de quelques heures au début du développement embryonnaire, à une moyenne de deux à cinq jours pour les cellules épithéliales, et à toute une vie humaine passée dans G0 par des cellules spécialisées, telles que les neurones corticaux ou les cellules du muscle cardiaque. Il existe également une variation dans le temps qu'une cellule passe dans chaque phase du cycle cellulaire. Lorsque des cellules de mammifères à division rapide sont cultivées (à l'extérieur du corps dans des conditions de croissance optimales), la durée du cycle est d'environ 24 heures. Dans les cellules humaines à division rapide avec un cycle cellulaire de 24 heures, le G1 la phase dure environ neuf heures, la phase S dure 10 heures, la phase G2 La phase dure environ quatre heures et demie et la phase M dure environ une demi-heure. Dans les premiers embryons de mouches des fruits, le cycle cellulaire est terminé en huit minutes environ. La synchronisation des événements dans le cycle cellulaire est contrôlée par des mécanismes qui sont à la fois internes et externes à la cellule.

Régulation du cycle cellulaire par des événements externes

L'initiation et l'inhibition de la division cellulaire sont déclenchées par des événements externes à la cellule lorsqu'elle est sur le point de commencer le processus de réplication. Un événement peut être aussi simple que la mort d'une cellule à proximité ou aussi radical que la libération d'hormones favorisant la croissance, telles que l'hormone de croissance humaine (HGH). Un manque de HGH peut inhiber la division cellulaire, entraînant un nanisme, alors qu'une trop grande quantité de HGH peut entraîner un gigantisme. L'encombrement des cellules peut également inhiber la division cellulaire. Un autre facteur qui peut initier la division cellulaire est la taille de la cellule à mesure qu'une cellule se développe, elle devient inefficace en raison de son rapport surface/volume décroissant. La solution à ce problème est de diviser.

Quelle que soit la source du message, la cellule reçoit le signal, et une série d'événements au sein de la cellule lui permet de passer en interphase. À partir de ce point d'initiation, tous les paramètres requis pendant chaque phase du cycle cellulaire doivent être respectés ou le cycle ne peut pas progresser.

Réglementation aux points de contrôle internes

Il est essentiel que les cellules filles produites soient des copies exactes de la cellule mère. Des erreurs dans la duplication ou la distribution des chromosomes conduisent à des mutations qui peuvent être transmises à chaque nouvelle cellule produite à partir d'une cellule anormale. Pour empêcher une cellule compromise de continuer à se diviser, il existe des mécanismes de contrôle interne qui fonctionnent à trois niveaux principaux. points de contrôle du cycle cellulaire. Un point de contrôle est l'un des nombreux points du cycle cellulaire eucaryote auxquels la progression d'une cellule vers l'étape suivante du cycle peut être interrompue jusqu'à ce que les conditions soient favorables. Ces points de contrôle se produisent vers la fin de G1, au G2/M transition, et pendant la métaphase ([link]).

Le G1 Point de contrôle

Le G1 Le point de contrôle détermine si toutes les conditions sont favorables à la poursuite de la division cellulaire. Le G1 Le point de contrôle, également appelé point de restriction (chez la levure), est un point auquel la cellule s'engage de manière irréversible dans le processus de division cellulaire. Les influences externes, telles que les facteurs de croissance, jouent un rôle important dans le transport de la cellule au-delà du G1 point de contrôle. En plus des réserves adéquates et de la taille des cellules, il existe un contrôle des dommages à l'ADN génomique au niveau du G1 point de contrôle. Une cellule qui ne répond pas à toutes les exigences ne sera pas autorisée à passer en phase S. La cellule peut arrêter le cycle et tenter de remédier à la condition problématique, ou la cellule peut avancer en G0 et attendre d'autres signaux lorsque les conditions s'amélioreront.

Le G2 Point de contrôle

Le G2 Le point de contrôle interdit l'entrée dans la phase mitotique si certaines conditions ne sont pas remplies. Comme au G1 point de contrôle, la taille des cellules et les réserves de protéines sont évalués. Cependant, le rôle le plus important du G2 point de contrôle est de s'assurer que tous les chromosomes ont été répliqués et que l'ADN répliqué n'est pas endommagé. Si les mécanismes de point de contrôle détectent des problèmes avec l'ADN, le cycle cellulaire est interrompu et la cellule tente soit de terminer la réplication de l'ADN, soit de réparer l'ADN endommagé.

Le point de contrôle M

Le point de contrôle M se produit vers la fin du stade métaphasique de la caryocinèse. Le point de contrôle M est également appelé point de contrôle du fuseau, car il détermine si toutes les chromatides sœurs sont correctement attachées aux microtubules du fuseau. Étant donné que la séparation des chromatides sœurs pendant l'anaphase est une étape irréversible, le cycle ne se poursuivra pas tant que les kinétochores de chaque paire de chromatides sœurs ne seront pas solidement ancrés à au moins deux fibres fusiformes provenant des pôles opposés de la cellule.

Regardez ce qui se passe au G1, G2, et M en visitant ce site Web pour voir une animation du cycle cellulaire.

Molécules régulatrices du cycle cellulaire

En plus des points de contrôle contrôlés en interne, il existe deux groupes de molécules intracellulaires qui régulent le cycle cellulaire. Ces molécules régulatrices favorisent soit la progression de la cellule vers la phase suivante (régulation positive), soit l'arrêt du cycle (régulation négative). Les molécules régulatrices peuvent agir individuellement ou elles peuvent influencer l'activité ou la production d'autres protéines régulatrices. Par conséquent, la défaillance d'un seul régulateur peut n'avoir pratiquement aucun effet sur le cycle cellulaire, surtout si plusieurs mécanismes contrôlent le même événement. Inversement, l'effet d'un régulateur déficient ou non fonctionnel peut être étendu et potentiellement fatal à la cellule si plusieurs processus sont affectés.

Régulation positive du cycle cellulaire

Deux groupes de protéines, appelés cyclines et kinases dépendantes de la cycline (Cdks), sont responsables de la progression de la cellule à travers les différents points de contrôle. Les niveaux des quatre protéines cyclines fluctuent tout au long du cycle cellulaire selon un schéma prévisible ([link]). Les augmentations de la concentration de protéines cyclines sont déclenchées par des signaux externes et internes. Une fois que la cellule passe à l'étape suivante du cycle cellulaire, les cyclines qui étaient actives à l'étape précédente sont dégradées.

Les cyclines ne régulent le cycle cellulaire que lorsqu'elles sont étroitement liées aux Cdks. Pour être pleinement actif, le complexe Cdk/cycline doit également être phosphorylé à des endroits spécifiques. Comme toutes les kinases, les Cdks sont des enzymes (kinases) qui phosphorylent d'autres protéines. La phosphorylation active la protéine en changeant sa forme. Les protéines phosphorylées par les Cdks sont impliquées dans l'avancement de la cellule vers la phase suivante. ([relier]). Les niveaux de protéines Cdk sont relativement stables tout au long du cycle cellulaire, cependant, les concentrations de cycline fluctuent et déterminent le moment où les complexes Cdk/cycline se forment. Les différentes cyclines et Cdks se lient à des points spécifiques du cycle cellulaire et régulent ainsi différents points de contrôle.

Étant donné que les fluctuations cycliques des niveaux de cycline sont basées sur le calendrier du cycle cellulaire et non sur des événements spécifiques, la régulation du cycle cellulaire se produit généralement soit par les molécules Cdk seules, soit par les complexes Cdk/cycline. Sans une concentration spécifique de complexes cycline/Cdk entièrement activés, le cycle cellulaire ne peut pas passer par les points de contrôle.

Bien que les cyclines soient les principales molécules régulatrices qui déterminent l'élan vers l'avant du cycle cellulaire, il existe plusieurs autres mécanismes qui affinent la progression du cycle avec des effets négatifs plutôt que positifs. Ces mécanismes bloquent essentiellement la progression du cycle cellulaire jusqu'à ce que les conditions problématiques soient résolues. Les molécules qui empêchent l'activation complète des Cdk sont appelées inhibiteurs de Cdk. Beaucoup de ces molécules inhibitrices surveillent directement ou indirectement un événement particulier du cycle cellulaire. Le bloc placé sur les Cdks par les molécules inhibitrices ne sera pas supprimé tant que l'événement spécifique surveillé par l'inhibiteur ne sera pas terminé.

Régulation négative du cycle cellulaire

Le deuxième groupe de molécules régulatrices du cycle cellulaire sont les régulateurs négatifs. Les régulateurs négatifs arrêtent le cycle cellulaire. Rappelons qu'en régulation positive, les molécules actives font progresser le cycle.

Les molécules régulatrices négatives les mieux comprises sont protéine de rétinoblastome (Rb), p53, et p21. Les protéines du rétinoblastome sont un groupe de protéines suppressives de tumeurs communes à de nombreuses cellules. Les désignations 53 et 21 font référence aux masses moléculaires fonctionnelles des protéines (p) en kilodaltons. Une grande partie de ce que l'on sait sur la régulation du cycle cellulaire provient de recherches menées avec des cellules qui ont perdu le contrôle de la régulation. Ces trois protéines régulatrices se sont révélées endommagées ou non fonctionnelles dans des cellules qui avaient commencé à se répliquer de manière incontrôlable (devenues cancéreuses). Dans chaque cas, la principale cause de la progression incontrôlée du cycle cellulaire était une copie défectueuse de la protéine régulatrice.

Rb, p53 et p21 agissent principalement au niveau du G1 point de contrôle. p53 est une protéine multifonctionnelle qui a un impact majeur sur l'engagement d'une cellule à se diviser car elle agit lorsqu'il y a de l'ADN endommagé dans les cellules qui subissent les processus préparatoires au cours de G1. Si un ADN endommagé est détecté, p53 arrête le cycle cellulaire et recrute des enzymes pour réparer l'ADN. Si l'ADN ne peut pas être réparé, p53 peut déclencher l'apoptose, ou suicide cellulaire, pour empêcher la duplication des chromosomes endommagés. Lorsque les niveaux de p53 augmentent, la production de p21 est déclenchée. p21 impose l'arrêt du cycle dicté par p53 en se liant et en inhibant l'activité des complexes Cdk/cycline. Lorsqu'une cellule est exposée à plus de stress, des niveaux plus élevés de p53 et de p21 s'accumulent, ce qui rend moins probable que la cellule passe en phase S.

Rb exerce son influence régulatrice sur d'autres protéines régulatrices positives. Principalement, Rb surveille la taille des cellules. À l'état actif et déphosphorylé, Rb se lie à des protéines appelées facteurs de transcription, le plus souvent E2F ([link]). Les facteurs de transcription « activent » des gènes spécifiques, permettant la production de protéines codées par ce gène. Lorsque Rb est lié à E2F, la production de protéines nécessaires à la G1La transition /S est bloquée. À mesure que la taille de la cellule augmente, Rb est lentement phosphorylé jusqu'à ce qu'il devienne inactivé. Rb libère E2F, qui peut maintenant activer le gène qui produit la protéine de transition, et ce bloc particulier est supprimé. Pour que la cellule dépasse chacun des points de contrôle, tous les régulateurs positifs doivent être « activés » et tous les régulateurs négatifs doivent être « désactivés ».

Le Rb et d'autres protéines qui régulent négativement le cycle cellulaire sont parfois appelés suppresseurs de tumeurs. Pourquoi pensez-vous que le nom de suppresseur de tumeur pourrait être approprié pour ces protéines ?

Résumé de la section

Chaque étape du cycle cellulaire est surveillée par des contrôles internes appelés points de contrôle. Il y a trois points de contrôle principaux dans le cycle cellulaire : un vers la fin de G1, une seconde au G2/M transition, et la troisième pendant la métaphase. Les molécules régulatrices positives permettent au cycle cellulaire de passer à l'étape suivante. Les molécules régulatrices négatives surveillent les conditions cellulaires et peuvent arrêter le cycle jusqu'à ce que des exigences spécifiques soient satisfaites.

Connexions artistiques

[lien] Le Rb et d'autres protéines qui régulent négativement le cycle cellulaire sont parfois appelés suppresseurs de tumeurs. Pourquoi pensez-vous que le nom de suppresseur de tumeur pourrait être approprié pour ces protéines ?

[lien] Le Rb et d'autres protéines régulatrices négatives contrôlent la division cellulaire et empêchent donc la formation de tumeurs. Les mutations qui empêchent ces protéines de remplir leur fonction peuvent entraîner le cancer.

Questions de révision

À quel point de contrôle du cycle cellulaire les forces externes ont-elles la plus grande influence ?

Quelle est la principale condition préalable au dédouanement au G2 point de contrôle?

  1. la cellule a atteint une taille suffisante
  2. un stock suffisant de nucléotides
  3. réplication précise et complète de l'ADN
  4. fixation appropriée des fibres du fuseau mitotique aux kinétochores

Si le point de contrôle M n'est pas effacé, quelle étape de la mitose sera bloquée ?

Quelle protéine est un régulateur positif qui phosphoryle d'autres protéines lorsqu'il est activé ?

De nombreuses protéines régulatrices négatives du cycle cellulaire ont été découvertes dans quel type de cellules ?

Quelle molécule régulatrice négative peut déclencher le suicide cellulaire (apoptose) si les événements vitaux du cycle cellulaire ne se produisent pas ?

Réponse libre

Décrivez les conditions générales qui doivent être remplies à chacun des trois principaux points de contrôle du cycle cellulaire.

Le G1 Le point de contrôle surveille la croissance cellulaire adéquate, l'état de l'ADN génomique, les réserves d'énergie adéquates et les matériaux pour la phase S. Au G2 point de contrôle, l'ADN est vérifié pour s'assurer que tous les chromosomes ont été dupliqués et qu'il n'y a pas d'erreurs dans l'ADN nouvellement synthétisé. De plus, la taille des cellules et les réserves d'énergie sont évaluées. Le point de contrôle M confirme la fixation correcte des fibres du fuseau mitotique aux kinétochores.

Expliquer les rôles des régulateurs positifs du cycle cellulaire par rapport aux régulateurs négatifs.

Les régulateurs cellulaires positifs tels que la cycline et le Cdk effectuent des tâches qui font passer le cycle cellulaire à l'étape suivante. Les régulateurs négatifs tels que Rb, p53 et p21 bloquent la progression du cycle cellulaire jusqu'à ce que certains événements se soient produits.

Quelles étapes sont nécessaires pour que Cdk devienne pleinement actif ?

Cdk doit se lier à une cycline, et elle doit être phosphorylée dans la bonne position pour devenir pleinement active.

Rb est un régulateur négatif qui bloque le cycle cellulaire au niveau G1 point de contrôle jusqu'à ce que la cellule atteigne la taille requise. Quel mécanisme moléculaire le Rb utilise-t-il pour arrêter le cycle cellulaire ?

Rb est actif lorsqu'il est déphosphorylé. Dans cet état, Rb se lie à E2F, qui est un facteur de transcription requis pour la transcription et la traduction éventuelle des molécules requises pour le G1/S transition. E2F ne peut pas transcrire certains gènes lorsqu'il est lié à Rb. Au fur et à mesure que la cellule augmente de taille, Rb devient phosphorylé, inactivé et libère E2F. E2F pourra alors favoriser la transcription des gènes qu'elle contrôle, et les protéines de transition seront produites.

Glossaire


Mécanismes moléculaires du contrôle du cycle cellulaire

Les événements du cycle cellulaire sont contrôlés par un réseau de signaux moléculaires, dont les composants centraux sont des protéines kinases dépendantes de la cycline (Cdks). Les Cdks, lorsqu'elles sont associées à des partenaires de cycline appropriés, phosphorylent de nombreuses protéines cibles impliquées dans les événements du cycle cellulaire (figure 10.2A). Par exemple, en phosphorylant les protéines liées aux chromosomes aux "origines de réplication" (séquences nucléotidiques spécifiques, où la réplication de l'ADN peut commencer), Cdks

Figure 10.2 Kinase dépendante de la cycline. (A) Le rôle d'une kinase dépendante de la cycline (Cdk) est de phosphoryler certaines protéines cibles en utilisant l'ATP comme donneur de phosphate. Cdk nécessite un partenaire cycline pour être actif et reconnaître les cibles appropriées. Les cibles Cdk comprennent des protéines impliquées dans la réplication de l'ADN, la condensation des chromosomes, la formation du fuseau et d'autres événements cruciaux du cycle cellulaire. (B) L'activité Cdk peut être régulée de trois manières : par la disponibilité des sous-unités de cycline, par la phosphorylation de la sous-unité Cdk et par la liaison stoechiométrique aux inhibiteurs (CKI = inhibiteur de la kinase dépendante de la cycline).

Figure 10.2 Kinase dépendante de la cycline. (A) Le rôle d'une kinase dépendante de la cycline (Cdk) est de phosphoryler certaines protéines cibles en utilisant l'ATP comme donneur de phosphate. Cdk nécessite un partenaire cycline pour être actif et reconnaître les cibles appropriées. Les cibles Cdk comprennent des protéines impliquées dans la réplication de l'ADN, la condensation des chromosomes, la formation du fuseau et d'autres événements cruciaux du cycle cellulaire. (B) L'activité Cdk peut être régulée de trois manières : par la disponibilité des sous-unités de cycline, par la phosphorylation de la sous-unité Cdk et par la liaison stoechiométrique aux inhibiteurs (CKI = inhibiteur de la kinase dépendante de la cycline).

déclencher le début de la synthèse de l'ADN. En phosphorylant les histones (protéines impliquées dans l'encapsidation de l'ADN), les Cdks initient la condensation chromosomique à la transition G2-M. De toute évidence, pour comprendre le calendrier de ces événements de base du cycle cellulaire, il faut comprendre les modèles d'activation et d'inactivation des Cdks.

Les activités de Cdk peuvent être régulées tout au long du cycle cellulaire de plusieurs manières (figure 10.2B). En principe, les cellules pourraient réguler la disponibilité des sous-unités Cdk, mais c'est rare, la plupart des Cdk sont présentes en abondance constante tout au long du cycle cellulaire. Leur activité est plutôt régulée par la disponibilité de partenaires cyclines. L'abondance des cyclines est déterminée par les taux de synthèse et de dégradation des cyclines, qui peuvent tous deux être régulés au cours du cycle cellulaire, comme nous le verrons. Deuxièmement, les dimères Cdk/cycline peuvent être mis hors service en liant un troisième partenaire, un inhibiteur stoechiométrique, généralement appelé CKI (inhibiteur de la kinase dépendante de la cycline). Les CKI vont et viennent, car leurs taux de synthèse et de dégradation sont également régulés par le cycle cellulaire. Enfin, l'activité de Cdk peut être inhibée par la phosphorylation d'un résidu tyrosine spécifique, et l'état de phosphorylation de Cdk varie au cours du cycle cellulaire à mesure que les activités de la tyrosine kinase (Weel) et de la tyrosine phosphatase (Cdc25) fluctuent.

Étant donné que les cellules des eucaryotes supérieurs contiennent de nombreuses Cdk et cyclines différentes, les « combinatoires » pourraient jouer un rôle majeur dans la progression du cycle cellulaire, car les sous-unités Cdk et cycline changent de partenaire. Cependant, les eucaryotes inférieurs accomplissent toutes les mêmes tâches de base avec beaucoup moins de composants (un Cdk et 2-4 cyclines cruciales), indiquant qu'un Cdk est suffisant et que les holoenzymes Cdk/cycline peuvent se substituer les unes aux autres, dans une large mesure. Ainsi, la progression dans le cycle cellulaire n'est pas simplement une "danse carrée", avec des Cdk et des cyclines échangeant des partenaires à un rythme régulier, comme certains schémas de manuel pourraient le suggérer, mais plutôt un système complexe, non linéaire et dynamique d'interactions entre les dimères Cdk/cycline et leurs agents régulateurs : facteurs de transcription, machinerie de dégradation, CKI et enzymes modifiant la tyrosine. Notre tâche sera de comprendre les principes de base de ce système dynamique, mais nous avons d'abord besoin de quelques détails plus mécanistes.

Les deux états du cycle cellulaire de Nasmyth illustrés à la figure 10.1, G1 et S-G2-M, sont corrélés à une activité Cdk faible et élevée, respectivement. L'activité Cdk est faible dans G1 car ses partenaires cyclines obligatoires sont absents. Les niveaux de cycline sont faibles dans G1 car la synthèse d'ARNm de cycline est inhibée et la protéine de cycline est rapidement dégradée. Au démarrage, la synthèse de la cycline est induite et la dégradation de la cycline inhibée, provoquant une augmentation spectaculaire de l'activité Cdk, qui persiste tout au long de S, G2 et M. L'augmentation initiale de l'activité Cdk est suffisante pour initier la réplication de l'ADN, mais une augmentation supplémentaire est nécessaire pour conduire cellules en mitose [Stern et Nurse, 1996].

A Finish, un groupe de protéines, constituant le complexe promoteur de l'anaphase (APC), est activé. L'APC attache un "marqueur de destruction" à des protéines cibles spécifiques, qui sont ensuite dégradées par la machinerie protéolytique de la cellule. L'APC se compose d'un complexe central d'environ une douzaine de polypeptides plus deux protéines auxiliaires, Cdc20 et Cdh1, dont les rôles apparents (lorsqu'ils sont actifs) sont de reconnaître des protéines cibles spécifiques et de les présenter au complexe central pour le marquage. L'activation de Cdc20 à Finish est nécessaire pour la dégradation des cohésines à l'anaphase, et pour l'activation de Cdh1. Ensemble, Cdc20 et Cdh1 marquent les cyclines pour la dégradation à la télophase, permettant au système de contrôle de revenir à G1. Il faut distinguer ces deux protéines auxiliaires différentes, car Cdc20 et Cdh1 sont contrôlées différemment par la cycline/Cdk, qui active Cdc20 et inhibe Cdh1.


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Revoir

. une vue fraîche, contemporaine et très instructive. J'ai pris plaisir à lire ce manuel d'un bout à l'autre. Je peux fortement recommander le manuel de David Morgan aux étudiants ayant une formation en biologie moléculaire qui s'intéressent à la régulation du cycle cellulaire eucaryote. --Torsten Krude, Université de Cambridge, Essais biologiques

La description détaillée de tous les aspects essentiels du cycle cellulaire fait de ce livre une ressource unique. une source d'information essentielle pour les étudiants et les scientifiques curieux. --Christina Karlsson Rosenthal, rédactrice adjointe, Nature Cell Biology

. à jour, faisant autorité, équilibré et accessible - un livre exceptionnellement bon sur un sujet fascinant. un manuel exceptionnel pour les cours de deuxième cycle sur la régulation du cycle cellulaire, ainsi qu'un ouvrage de référence indispensable. --James E Ferrell Jr, Faculté de médecine de l'Université de Stanford

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A propos de l'auteur


Le cycle cellulaire : Principes de contrôle (série Primers in Biology)

Morgan, David O. , New Science Press Ltd, Londres, Royaume-Uni, 2007 297 pages, ISBN-13 9780953918126, 49,95 $.

Akif Uzman*, * Département des sciences naturelles Université de Houston—Centre-ville de Houston, Texas.

En 1994, Andrew Murray et Tim Hunt ont écrit un petit guide sur le cycle cellulaire à la suite d'une vague de découvertes sur la biochimie et la génétique des cyclines et de leurs kinases dépendantes des cyclines associées au cours de la décennie précédente (Le cycle cellulaire : une introduction). Une mise à jour était attendue depuis longtemps, et David Morgan Le cycle cellulaire : principes de contrôle est un successeur digne et plus complet. Le cycle cellulaire est l'un des trois premiers livres de la série Primer in Biology développé par New Science Ltd. (http://www.new-science-press.com/primers/) avec le soutien d'Oxford University Press et de Sinauer Associates, Inc. la mise en page de ces livres me rappelle des atlas historiques détaillés dans lesquels des cartes détaillées sont accompagnées de textes informatifs, de définitions, de chronologies, etc. Volontairement ou non, Le cycle cellulaire semble être basé sur un modèle similaire.

La série de livres Primer in Biology est décrite par l'éditeur dans une note au début de Le cycle cellulaire comme "une série de livres construits sur un principe modulaire qui vise à les rendre faciles à enseigner, à apprendre et à utiliser comme référence, sans sacrifier la synthèse qui est essentielle pour qu'un texte soit vraiment constructif". Dans la mesure où un atlas concis peut fonctionner comme un outil pédagogique, ce livre réussit cependant, je ne pense pas que ce serait un manuel facile pour les étudiants "d'apprendre". Néanmoins, Le cycle cellulaire est un atlas merveilleux et concis, dans lequel le style modulaire permet un accès facile à l'information. Sous forme d'atlas, il fournit de belles figures détaillées, qui sont à la disposition des instructeurs qui adoptent le livre. Quiconque enseigne un cours de cycle supérieur sur le cycle cellulaire ou la biologie cellulaire avancée devrait recommander ce livre à ses étudiants. D'autres caractéristiques organisationnelles fournissent des informations précieuses aux lecteurs. La plupart des pages ont une marge inférieure dans laquelle sont fournies les définitions importantes (y compris les acronymes) et les références (excellents choix de critiques et de recherches primaires). Il y a aussi un glossaire final à la fin avec toutes les définitions. On aurait presque souhaité que l'éditeur fasse de même pour les références. L'index est excellent, améliorant considérablement ce livre en tant que ressource. Le cycle cellulaire est très riche en illustrations et en tableaux, dans lesquels il y a au moins une illustration ou un tableau important dans la marge de presque chaque page. Le texte est bien équilibré dans ses présentations visuelles entre des microphotographies claires, des dessins au trait élégants et des tableaux. Les dessins au trait sont élégants dans un style similaire à celui utilisé par W.H. Freeman & Co. Les légendes des figures ont de nombreuses explications et sont généralement adjacentes au texte dans lequel son contenu est discuté.

Ce court livre (moins de 3/4 de pouce d'épaisseur) est remarquablement complet dans sa couverture détaillée de la biochimie du cycle cellulaire, de la réplication et de la réparation de l'ADN, de la biologie cellulaire de la mitose et de la méiose et des domaines pertinents de la biologie du développement. et cancéreux. Le contrôle du cycle cellulaire reçoit une attention considérable au chapitre 3, qui examine les principales caractéristiques conceptuelles des systèmes de contrôle du cycle cellulaire, et aux chapitres 10 à 12, qui explorent respectivement le contrôle de la prolifération et de la croissance cellulaires, les réponses aux dommages de l'ADN et le cancer. . Peut-être parce que je connais moins les détails moléculaires de la mitose, de la méiose et de la cytokinèse, j'ai trouvé les cinq chapitres (chapitres 5 à 9) consacrés à ces sujets particulièrement instructifs et éclairants. En effet, le large éventail de sujets abordés et les détails couverts dans un si petit livre dépassent mon expertise. Cependant, les domaines dans lesquels je suis expert sont bien présentés sans erreurs évidentes.

Les informations présentées dans Le cycle cellulaire est fondamentalement qualitatif. Par conséquent, un cours de deuxième cycle qui vise à mettre l'accent sur les caractéristiques quantitatives du cycle cellulaire n'aura que quelques graphiques à partir desquels présenter des informations quantitatives. Je ne pense pas que cela soit suffisant pour enseigner la biologie du 21e siècle, même au niveau du premier cycle. Il y a neuf ans, Bruce Alberts a appelé les biologistes à adopter la pensée quantitative non seulement dans leurs recherches, mais aussi en classe. Je n'ai pas encore vu un tel livre (à l'exception de certains textes de biochimie) et, ironiquement, celui d'Alberts et al. Biologie moléculaire de la cellule paie les approches mathématiques de simples paroles en l'air. Compte tenu du travail mathématique et informatique considérable effectué dans la recherche sur le cycle cellulaire, Le cycle cellulaire rate une occasion importante. Les graphiques des analyses informatiques sont discutés de manière sporadique et laconique, ne fournissant aucun raisonnement mathématique fondamental qui permettrait au lecteur de mieux apprécier l'utilité des approches informatiques et mathématiques modernes. Les mathématiques sous-jacentes au comportement de type commutateur ou à la bistabilité dans les systèmes de rétroaction positive (voir le chapitre 3) ne sont pas difficiles et auraient pu être facilement introduites dans le chapitre 3 (avec peut-être plus de détails mathématiques dans une annexe). De même, les traitements mathématiques et biophysiques du mouvement des chromosomes et de la réplication de l'ADN ont des composantes de force importantes qui ne sont que légèrement effleurées. Enfin, les informations quantitatives sur les caractéristiques stœchiométriques, thermodynamiques et cinétiques importantes des événements du cycle cellulaire sont largement ignorées.

Au début de cette revue, j'ai mentionné que ce texte ne serait pas facile pour un étudiant "d'apprendre". Il y a peu de raisons qui rendent cela probablement vrai. L'écriture glisse parfois dans le jargon et contient des passages déroutants qui ne seront pas faciles à comprendre pour les novices en la matière. La densité de cisaillement de l'information, une vertu de ce livre en tant que ressource, ne permet pas une lecture soutenue pendant plus de quelques passages à la fois. Le style modulaire est utile à cet égard, mais la vraie synthèse n'est pas une force de ce texte. Trop souvent, la transition de la section Aperçu au début de chaque chapitre est en fait trop transparente avec le corps du texte plus détaillé. Par exemple, au chapitre 7 (Achèvement de la méiose), l'aperçu se termine par un sous-titre d'affirmation « APC Cdc20 initie l'inactivation de Cdk », cependant, le sous-titre suivant sur la page suivante est « L'activation d'APC Cdc20 au début de la mitose est essentielle pour se produire ». Si les lecteurs ne prêtent pas une très grande attention à la mise en page du texte, ils trouveront la transition déroutante. Moreover, one naturally expects to return to the last subtitle in the Overview at the end of the chapter with more detail but this does not happen. In other cases, the Overview is too superficial, particularly in the more lengthy chapters such as Chapter 10 (Control of Cell Proliferation and Growth)—oddly this chapter has two Overviews, one embedded in the middle of the chapter though it has little relationship to the rest of the chapter.

The Primer in Biology series uses an interesting model for presenting a rich compendium of information. Despite my lengthy criticisms, The Cell Cycle provides an excellent standard for future books in this series and a valuable contribution to biochemistry and cell biology.


Art connection

Rb halts the cell cycle and releases its hold in response to cell growth.

Rb and other proteins that negatively regulate the cell cycle are sometimes called tumor suppressors. Why do you think the name tumor suppressor might be appropriate for these proteins?


Voir la vidéo: RÉGULATION DU CYCLE CELLULAIRE CYCLINES, CDK (Juin 2022).


Commentaires:

  1. Lludd

    Je pense que vous n'avez pas raison. Je suis sûr. Je vous invite à discuter. Écrivez dans PM.

  2. Gorn

    je n'aime pas, encore une fois

  3. Ciardubhan

    Je pense que tu fais une erreur

  4. Vilrajas

    Je ne vois pas l'intérêt de cela.

  5. Faulmaran

    Etat des lieux amusant



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