PROMÉTAPHASE: EN MITOSE ET EN MÉIOSE - LA BIOLOGIE - 2024

La prométaphase est une étape du processus de division cellulaire, intermédiaire entre la prophase et la métaphase. Elle se caractérise par l'interaction des chromosomes en division avec les microtubules responsables de leur séparation. La prométaphase se produit à la fois dans la mitose et la méiose, mais avec des caractéristiques différentes.

L'objectif clair de toute division cellulaire est de produire plus de cellules. Pour y parvenir, la cellule doit à l'origine dupliquer son contenu en ADN; c'est-à-dire le reproduire. En plus de cela, la cellule doit séparer ces chromosomes d'une manière qui remplit l'objectif particulier de chaque division du cytoplasme.

La prométaphase de la mitose. Tiré de wikimedia.org

En mitose, le même nombre de chromosomes de la cellule mère dans les cellules filles. Dans la méiose I, la séparation entre les chromosomes homologues. Dans la méiose II, la séparation entre chromatides soeurs. Autrement dit, à la fin du processus, obtenez les quatre produits méiotiques attendus.

La cellule gère ce mécanisme complexe grâce à l'utilisation de composants spécialisés tels que des microtubules. Ceux-ci sont organisés par le centrosome chez la plupart des eucaryotes. Dans d'autres, au contraire, comme les plantes supérieures, un autre type de centre d'organisation des microtubules fonctionne.

Microtubules

Les microtubules sont des polymères linéaires de la protéine tubuline. Ils sont impliqués dans presque tous les processus cellulaires qui impliquent le déplacement d'une structure interne. Ils font partie intégrante du cytosquelette, des cils et des flagelles.

Dans le cas des cellules végétales, elles jouent également un rôle dans l'organisation structurelle interne. Dans ces cellules, les microtubules forment une sorte de tapisserie fixée à l'intérieur de la membrane plasmique.

Cette structure, qui contrôle les divisions cellulaires végétales, est connue sous le nom d'organisation corticale des microtubules. Au moment de la division mitotique, par exemple, ils s'effondrent en un anneau central qui sera le futur site de la plaque centrale, dans le plan où la cellule se divisera.

Les microtubules sont composés d'alpha-tubuline et de bêta-tubuline. Ces deux sous-unités forment un hétérodimère, qui est l'unité structurelle de base des filaments de tubuline. La polymérisation des dimères conduit à la formation de 13 protofilaments dans une organisation latérale donnant naissance à un cylindre creux.

Microtubules. Tiré de commons.wikimedia.org

Les cylindres creux de cette structure sont des microtubules qui, de par leur propre composition, présentent une polarité. Autrement dit, une extrémité peut croître en ajoutant des hétérodimères, tandis que l'autre extrémité peut être soustraite. Dans ce dernier cas, le microtubule, au lieu de s'allonger dans cette direction, se rétracte.

Les microtubules se nucléent (c'est-à-dire commencent à polymériser) et s'organisent en centres d'organisation des microtubules (COM). Les COM sont associés aux centrosomes lors des divisions dans les cellules animales.

Dans les plantes supérieures, qui n'ont pas de centrosomes, le COM est présent dans des sites analogues, mais composé d'autres composants. Dans les cils et les flagelles, le COM est situé à la base de la structure motrice.

Le déplacement chromosomique pendant les divisions cellulaires est réalisé grâce à des microtubules. Celles-ci assurent l'interaction physique entre les centromères des chromosomes et les COM.

Par des réactions de dépolymérisation ciblées, les chromosomes en métaphase finiront par se déplacer vers les pôles des cellules en division.

La prométaphase mitotique

Une ségrégation chromosomique mitotique correcte est celle qui garantit que chaque cellule fille reçoit un complément de chromosomes identique à celui de la cellule mère.

Silvia3, de Wikimedia Commons

Cela signifie que la cellule doit séparer chaque paire de chromosomes dupliqués en deux chromosomes distincts et individuels. Autrement dit, il doit séparer les chromatides soeurs de chaque paire homologue de tout le complément de chromosomes de la cellule souche.

Mitose ouverte

Dans les mitoses ouvertes, le processus de disparition de l'enveloppe nucléaire est le trait distinctif de la prométaphase. Cela permet au seul obstacle entre le MOC et les centromères des chromosomes de disparaître.

À partir des MOC, de longs filaments de microtubules sont polymérisés et s'allongent vers les chromosomes. Lors de la découverte d'un centromère, la polymérisation cesse et un chromosome lié à un COM est obtenu.

En mitose, les chromosomes sont doubles. Par conséquent, il existe également deux centromères, mais toujours réunis dans la même structure. Cela signifie qu'à la fin du processus de polymérisation des microtubules, nous en aurons deux par chromosome dupliqué.

Un filament attachera un centromère à un COM et un autre à la chromatide sœur attachée au COM en face du premier.

Mitose fermée

Dans les mitoses fermées, le processus est presque identique au précédent, mais avec une grande différence; l'enveloppe nucléaire ne disparaît pas. Par conséquent, COM est interne et est associé à l'enveloppe nucléaire interne à travers la lame nucléaire.

Dans les mitoses semi-fermées (ou semi-ouvertes), l'enveloppe nucléaire ne disparaît qu'aux deux points opposés où une COM mitotique existe à l'extérieur du noyau.

Cela signifie que dans ces mitoses, les microtubules pénètrent dans le noyau pour pouvoir mobiliser les chromosomes par étapes après la prométaphase.

La prométaphase méiotique

La division méiotique. Tiré de es.wikipedia.org

Comme la méiose implique la production de quatre cellules «n» à partir d'une cellule «2n», il doit y avoir deux divisions du cytoplasme. Regardons les choses comme ceci: à la fin de la métaphase I, il y aura quatre fois plus de chromatides que de centromères visibles au microscope.

Après la première division, il y aura deux cellules avec deux fois plus de chromatides que de centromères. Ce n'est qu'à la fin de la deuxième division cytoplasmique que tous les centromères et chromatides seront individualisés. Il y aura autant de centromères que de chromosomes.

La protéine clé pour que ces interactions complexes interchromatines se produisent dans la mitose et la méiose est la cohésine. Mais il y a plus de complications dans la méiose que dans la mitose. Il n'est donc pas surprenant que la cohésine méiotique soit distincte de la mitotique.

Les cohésines permettent la cohésion des chromosomes au cours de leur processus de condensation mitotique et méiotique. De plus, ils permettent et régulent l'interaction entre les chromatides soeurs dans les deux processus.

Mais dans la méiose, ils favorisent également quelque chose qui ne se produit pas dans la mitose: l'accouplement homologue et les synapses qui en découlent. Ces protéines sont différentes dans chaque cas. On pourrait dire que la méiose sans une cohésine qui la distingue, ne serait pas possible.

Méiose I

D'un point de vue mécanique, l'interaction centromère / COM est la même dans toutes les divisions cellulaires. Cependant, dans la prométaphase I de la méiose I, la cellule ne séparera pas les chromatides soeurs comme elle le fait dans la mitose.

En revanche, la tétrade méiotique a quatre chromatides dans un double ensemble apparent de centromères. Dans cette structure, il y a autre chose qui n'est pas présent dans la mitose: les chiasmas.

Les chiasmes, qui sont des jonctions physiques entre chromosomes homologues, sont ce qui distingue les centromères à séparer: ceux des chromosomes homologues.

Ainsi, dans la prométaphase I, des connexions sont formées entre les centromères des homologues et COM aux pôles opposés de la cellule.

Méiose II

Cette prométaphase II ressemble plus à la prométaphase mitotique qu'à la prométaphase méiotique I. Dans ce cas, les COM vont «lancer» des microtubules au niveau des centromères dupliqués des chromatides soeurs.

Ainsi, deux cellules avec des chromosomes individuels seront produites, le produit d'une chromatide de chaque paire. Par conséquent, des cellules avec le complément chromosomique haploïde de l'espèce seront produites.

Références

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