CENTROSOME: FONCTIONS ET STRUCTURE - LA BIOLOGIE - 2025

Le centrosome est un organite cellulaire sans membrane qui participe aux processus de division cellulaire, de motilité cellulaire, de polarité cellulaire, de transport intracellulaire, d'organisation du réseau de microtubules et à la production de cils et de flagelles.

En raison de sa fonction principale, il est connu comme le «centre organisateur des microtubules». Dans la plupart des cas, cette structure est située très près du noyau cellulaire et est fortement associée à l'enveloppe nucléaire.

Dans les cellules animales, les centrosomes sont formés de deux centrioles immergés dans une matrice péricentriolaire, riche en différents types de protéines. Les centrioles sont responsables de l'organisation des microtubules du fuseau.

Cependant, ces structures ne sont pas essentielles pour les processus de division cellulaire. En effet, dans la plupart des plantes et autres eucaryotes, les centrosomes sont dépourvus de centrioles.

Tous les centrosomes sont d'origine parentale, car au moment de la fécondation, le centrosome de l'ovule est inactivé. Par conséquent, le centrosome qui dirige les processus de division cellulaire post-fécondation provient uniquement du sperme. Contrairement aux mitochondries, par exemple, d'origine maternelle.

Une relation assez étroite a été établie entre les altérations des centrosomes et le développement des cellules cancéreuses.

Principales fonctions du centrosome

Dans différentes lignées d'eucaryotes, les centrosomes sont considérés comme des organites multifonctionnels qui effectuent un nombre important de tâches cellulaires.

La fonction principale des centrosomes est d'organiser les microtubules et de favoriser la polymérisation des sous-unités d'une protéine appelée «tubuline». Cette protéine est le principal composant des microtubules.

Les centrosomes font partie de l'appareil mitotique. En plus des centrosomes, cet appareil comprend le fuseau mitotique, formé par des microtubules, qui naissent dans chaque centrosome et relient les chromosomes aux pôles des cellules.

Dans la division cellulaire, la ségrégation égale des chromosomes aux cellules filles dépend essentiellement de ce processus.

Lorsque la cellule a un ensemble irrégulier ou anormal de chromosomes, l'organisme peut ne pas être viable ou la croissance de tumeurs peut être favorisée.

Fonctions secondaires

Les centrosomes sont impliqués dans le maintien de la forme cellulaire et sont également impliqués dans les mouvements membranaires, car ils sont directement liés aux microtubules et à d'autres éléments du cytosquelette.

Des études récentes ont suggéré une nouvelle fonction des centrosomes, liée à la stabilité du génome. Ceci est crucial dans le développement normal des cellules et, en cas d'échec, cela peut conduire au développement de diverses pathologies.

La question de savoir si les cellules animales peuvent ou non se développer correctement en l'absence de centrioles est un sujet très débattu dans la littérature.

Certains experts soutiennent l'idée que même si certaines cellules animales peuvent proliférer et survivre en l'absence de centrioles, elles présentent un développement aberrant. D'autre part, il existe également des preuves qui soutiennent la position opposée.

Structure

Les centrosomes sont constitués de deux centrioles (une paire, également appelée diplosomes) entourés par la matrice péricentriolaire.

Centrioles

Les centrioles ont la forme de cylindres et ressemblent à un baril. Chez les vertébrés, ils mesurent 0,2 µm de large et 0,3 à 0,5 µm de long.

À leur tour, ces structures cylindriques sont organisées en neuf triplets de microtubules en forme d'anneau. Cet ordre est généralement noté 9 + 0.

Le chiffre 9 indique les neuf microtubules et le zéro fait référence à leur absence dans la partie centrale. Les microtubules fonctionnent comme une sorte de systèmes de poutres qui résistent à la compression cytosquelettique.

Dans les centrosomes, il existe trois types de microtubules, chacun avec une fonction et une distribution définies:

-Les microtubules astraux, qui ancrent le centrosome à la membrane cellulaire au moyen de courtes extensions.

-Les microtubules du kinétochore (le kinétochore est une structure du chromosome située dans les centromères de celui-ci), qui couplent le kinétochore associé au chromosome avec les centrosomes.

-Enfin, les microtubules polaires, situés aux deux pôles d'utilisation.

De plus, les centrioles donnent naissance aux corps basaux. Les deux articles sont inter-convertibles. Ce sont les structures dont proviennent les cils et les flagelles, éléments qui permettent la locomotion chez certains organismes.

Matrice péricentriolaire

La matrice ou matériau péricentriolaire est une zone granulaire et assez dense du cytoplasme. Il est composé d'un ensemble varié de protéines.

Les principales protéines de cette matrice amorphe sont la tubuline et la péricentrine. Les deux ont la capacité d'interagir avec les microtubules pour l'union des chromosomes.

Plus précisément, ce sont les anneaux de tubuline ɣ qui servent de sites de nucléation pour le développement de microtubules qui rayonnent ensuite hors du centrosome.

Les centrosomes et le cycle cellulaire

La taille et la composition des protéines dans les centrosomes varient considérablement au cours des différentes étapes du cycle cellulaire. Pour se répliquer, les centrosomes le font à partir d'un préexistant.

Les cellules interphasées ne contiennent qu'un seul centrosome. Celui-ci n'est dupliqué qu'une seule fois au cours du cycle cellulaire et donne naissance à deux centrosomes.

Dans la phase G1 du cycle, les deux centrioles sont orientés orthogonalement (formant un angle de 90 degrés), qui est leur position caractéristique.

Lorsque la cellule passe la phase G1, un point de contrôle important du cycle cellulaire, l'ADN se réplique et la division cellulaire se produit. Dans le même temps, la réplication des centrosomes commence.

À ce stade, les deux centrioles sont séparés par une courte distance, et chaque centriole d'origine en donne un nouveau. Apparemment, cette synchronisation des événements se produit par l'action d'enzymes appelées kinases.

Dans la phase G ₂ / M, la duplication des centrosomes est terminée et chaque nouveau centrosome est composé d'un nouveau et d'un ancien centriole. Ce processus est connu sous le nom de cycle du centrosome.

Ces deux centrioles, également appelés centriole «mère» et centriole «enfant», ne sont pas complètement identiques.

Les centrioles mères ont des extensions ou des appendices qui peuvent servir à ancrer les microtubules. Ces structures sont absentes dans les centrioles filles.

Références

1. Alieva, IB et Uzbekov, RE (2016). Où sont les limites du centrosome? Bioarchitecture, 6 (3), 47-52.
2. Azimzadeh, J. (2014). Explorer l'histoire évolutive des centrosomes. Transactions philosophiques de la Royal Society of London. Série B, 369 (1650), 20130453.
3. Azimzadeh, J., et Bornens, M. (2007). Structure et duplication du centrosome. Journal of cell science, 120 (13), 2139-2142.
4. D'Assoro, AB, Lingle, WL et Salisbury, JL (2002). Amplification des centrosomes et développement du cancer. Oncogène, 21 (40), 6146.
5. Kierszenbaum, A. et Tres, L. (2017). Histologie et biologie cellulaire. Introduction à l'anatomie pathologique. Deuxième édition. Elsevier.
6. Lerit, DA et Poulton, JS (2016). Les centrosomes sont des régulateurs multifonctionnels de la stabilité du génome. Recherche chromosomique, 24 (1), 5-17.
7. Lodish, H. (2005). Biologie cellulaire et moléculaire. Éditorial Médica Panamericana.
8. Matorras, R., Hernández, J., et Molero, D. (2008). Traité sur la reproduction humaine pour les soins infirmiers. Panaméricain.
9. Tortora, GJ, Funke, BR et Case, CL (2007). Introduction à la microbiologie. Éditorial Médica Panamericana.