1- Cycle cellulaire

La Signalisation Cellulaire et le Cycle Cellulaire

La signalisation cellulaire est un processus fondamental qui régule l'expression génique et la différenciation cellulaire, tandis que le cycle cellulaire orchestre la prolifération et la duplication des cellules.

I. La Signalisation Cellulaire: De la Réception à l'Expression Génique

1. Ordre de la Signalisation

• Ligand (soluble, hormone, messager matriciel) se lie à un récepteur spécifique.

• Activation d'un Facteur de Transcription (FT).

• Le FT + Cofacteur (Co-FT) entre dans le noyau.

• Le complexe FT-Co-FT cible un Gène Cible.

• Transcription du gène cibleen ARN messager.

• Traduction de l'ARN messager par les ribosomes.

• Production d'une Protèine spécifique au lignage.

• Modifications post-traductionnelles affectent la taille, forme, polarité, activité métabolique, sensibilité aux stimuli de la protéine.

Le messager et le récepteur sont spécifiques à la future spécialisation cellulaire. La composition du milieu extracellulaire agit aussi comme messager.

2. Facteurs de Transcription (FT)

• Sont des "étiquettes d'adressage" pour le noyau.

• Peuvent être accompagnés de cofacteurs pour atteindre le gène cible.

3. Régulation de l'Expression Génique

• Régulation transcriptionnelle.

• Régulation post-transcriptionnelle.

• Régulation traductionnelle.

• Régulation post-traductionnelle.

II. Le Cycle Cellulaire : Phases et Évènements

1. Introduction au Cycle Cellulaire

• Définition : Moteur de la prolifération et de la différenciation cellulaire. Toute cellule provient d'une autre cellule.

• Chez les eucaryotes, alternance entre:

  • Mitose (M) : Division cellulaire.

  • Interphase (G1, S, G2) : Duplication de l'ADN et du cytoplasme.

• La plupart des cellules sont inter-mitotiques (G1, G2), d'autres sont post-mitotiques (G0, ex: neurones).

• Les cellules souches sont en G0 temporaire.

• En Interphase, les cellules sont étalées, avec une enveloppe nucléaire.

• En Mitose, les cellules sont arrondies, sans enveloppe nucléaire, chromosomes condensés et visibles.

2. Les Différentes Phases du Cycle Cellulaire

1. Phase G0 (Quiescence) :

   • 2n ADN. Cellule est "hors du cycle". Impossible de se

   • diviser.

2. Phase G1 (Croissance) :

   • Après signal, la cellule sort de G0.

   • 2n ADN stable. Augmentation de la taille (synthèse de protéines).

   • Durée variable.

3. Phase S (Synthèse ADN) :

   • Doublement de l'ADN : de 2n à 4n.

4. Phase G2 (Préparation Mitose) :

   • 4n ADN. Production d'enzymes et facteurs de régulation.

5. Phase M (Mitose et Cytodiérèse) :

   • Division du matériel génétique (5 phases : prophase, métaphase, anaphase, télophase) + division du cytoplasme (cytodiérèse).

   • De 4n à 2n. Formation de 2 cellules filles.

   • C'est la phase la plus courte.

   • Un cycle cellulaire dure généralement 20-24h.

Remarques :

• Si unephase est défectueuse, le cycle entier est affecté.

• Une cellule en division est reconnaissable par la forte activité de son noyau.

III. La Différenciation Cellulaire et le Lignage

1. Le Lignage Cellulaire

• Définition : Ensemble des voies de différenciation post-engagement d'une cellule dans une voie spécifique (ex: lignage neuronal).

• Toutes les cellules partagent le mêmegénotype (~30000 gènes) mais expriment un phénotype différent (~10000 gènes actifs).

• Le phénotype est l'expression sélective des gènes enfonction du type cellulaire (ex: gènes de l'iris activés dans l'œil, désactivés dans les neurones).

• Pendant le lignage, il y a perte de prolifération : plus une cellule est différenciée, moins elle prolifère.

2. Niveaux de Différenciation

3. Particularités des Cellules Unipotentes (Progéniteurs)

• Donnent un seul type cellulaire différencié (ex: neurone).

• Peuvent encore proliférer jusqu'à la différenciation terminale.

• L'activation des gènes estinduite par des messages extracellulaires.

4. Particularités des Cellules Souches

• Résident dans des niches spécifiques.

• Alternent entre divisions symétriques et asymétriquesen fonction des informations mécaniques de la niche.

• Sont les seules cellules capables des deux types de divisions.

La symétrie concerne la composition cytoplasmique et membranaire, pas le matériel génétique qui est toujours distribué équitablement.

III. Récapitulatif : Points Clés à Retenir

• Lasignalisation cellulaire convertit des stimuli externes en réponses génétiques.

• Le cycle cellulaire est un processus régulé divisé en Interphase (G1, S, G2) et Mitose (M).

• La différenciation est la spécialisation des cellules via l'expression sélective de gènes.

• Les cellules souches jouent un rôle crucial par leurs divisions symétriques (amplification) et asymétriques (différenciation).

• Génotype constant, phénotype variable : l'expression génique est clé.