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Centre organisateur des microtubules

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cellule animale

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Schéma d'une cellule animale type. Organites :

  1. Nucléole (n'est pas un organite!)
  2. Noyau
  3. Ribosome
  4. Vésicule
  5. Réticulum endoplasmique rugueux (granuleux) (REG)
  6. Appareil de Golgi
  7. Cytosquelette
  8. Réticulum endoplasmique lisse
  9. Mitochondries
  10. Péroxysome
  11. Cytosol
  12. Lysosome
  13. Centrosome (constitué de deux centrioles)
  14. Membrane plasmique

Le centre organisateur des microtubules, abrégé COMT ou MTOC, est une structure présente dans les cellules eucaryotes d'où émergent les microtubules. Dans les cellules animales, il est composé de matériel péricentriolaire et d'un centrosome, lui-même composé de deux centrioles.

Description

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Schéma d'un centre organisateur des microtubules d'une cellule animale.

Dans les cellules animales, le centre organisateur des microtubules est composé d'un centrosome, organite non membrané qui se compose d'une paire de centrioles, et d'un nuage de matériel amorphe appelé matériel péricentriolaire[1]. Un centriole est composé de neuf triplets de microtubules (avec treize protofilaments entre chaque microtubule), formant la paroi d'un cylindre. C'est à partir de cet ensemble que s'effectue la nucléation des microtubules grâce à la présence, à sa surface, d'anneaux de tubuline γ, homologue de la protéine ARP pour l'actine. Il n'existe pas de continuité entre les centrioles et les microtubules cytosoliques, qui polymérisent autour des anneaux de tubuline γ. Les microtubules polymérisent à partir de ce centre organisateur qui représente le point de ralliement des microtubules, lui donnant alors un rôle primordial dans le trafic intracellulaire. Le centre organisateur des microtubules a un rôle dans l'orientation des cellules et est à l'origine des cils et des flagelles.

Durant l'interphase, le centrosome est responsable de la nucléation microtubulaire. Le centrosome se duplique au cours de la phase de synthèse (pendant l'interphase) et, pendant la mitose, se sépare pour former les deux pôles du fuseau mitotique (appareil mitotique). Il y a donc deux paires de centrioles appelées chacune « diplosome », c'est de ces deux pôles que seront nucléés les microtubules du fuseau mitotique.

Dans les cellules végétales, il n'y a pas de centrosome, mais le gamma-tubulin ring complex y est conservé et permet la nucléation de nouveaux microtubules. Cette nucléation est microtubules dépendante, c'est-à-dire qu'elle a lieu le long de microtubules déjà existants. En absence de centrosome et de centriole, dans les cellules végétales on parle généralement d'un centre organisateur de microtubule diffus. L'absence de centrosome n’empêche pas la division cellulaire d'avoir lieu, les cellules végétales ne sont d'ailleurs pas les seules à ne pas avoir de centrosome, les ovocytes en sont également dépourvus, lors de la division les pôles du fuseau sont simplement moins focalisés[2].

Cas particuliers

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  • Les levures ne possèdent pas de centrosome, mais ont un centre organisateur des microtubules, situé en périphérie du noyau, mais aussi le long de microtubules déjà existants, cette structure est à la base de la formation des microtubules[3].
  • Les neurones n'ont pas de centrosome.
  • Les cellules cancéreuses contiennent un ou plusieurs centrosomes supplémentaires, mais peuvent néanmoins se reproduire. Ceci est une caractéristique propre, connue depuis le début du XXe siècle, qui pourrait peut-être permettre de mieux cibler ces cellules par de nouveaux médicaments anti-cancéreux que l'on cherche à développer[4]. L'exposition de certaines cellules au bisphénol A pourrait perturber les centrosomes et peut-être expliquer un risque accru de cancer de la prostate chez les hommes exposés à cette molécule (qui est aussi un perturbateur endocrinien)[5].

Cycle du centrosome

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Le centrosome est une entité très complexe dont le fonctionnement reste quelque peu mystérieux.

Schéma explicatif du cycle du centrosome.

Gènes

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Gènes codant le centrosome
Gène OMIM Locus Maladies liées
CEP55 (en) 610000[6] 10q23.33 Syndrome de neurones multinuclés-anhydramnios-dysplasie rénale-hypoplasie cérébelleuse-hydranencéphalie
CEP57 (en) 607951[7] 11q21 Syndrome d'aneuploïdie en mosaïque type 2
CEP63 (en) 614724[8] 3q22.2 Syndrome de Seckel type 6
CEP68 (en) 616889[9] 2p14 /
CEP70 (en) 614310[10] 3q22.3 /
CEP72 (en) 616475[11] 5p15.33 /
CEP76 (en) 620791[12] 18p11.21 /
CEP78 (en) 617110[13] 9q21.2 Syndrome d'Usher type 3
CEP83 615847[14] 12q22 Néphronophtise type 18
CEP85 618898[15] 1p36.11 /
CEP85L (en) 618865[16] 6q22.31 Syndrome de lissencéphalie à prédominance postérieure-pont et moelle allongée larges et plats-défauts de croisement de la ligne médiane
CEP89 (en) 615470[17] 19q13.11 /
CEP97 (en) 615864[18] 3q12.3 /
CEP104 (en) 616690[19] 1p36.32 Déficience intellectuelle non syndromique autosomique récessive type 77,

Syndrome de Joubert isolé type 25

CEP120 (en) 613446[20] 5q23.2 Syndrome de Joubert isolé type 31,

Syndrome de Jeune

CEP131 613479[21] 17q25.3 /
CEP135 611423[22] 4q12 Microcéphalie primaire autosomique récessive type 8
CEP152 (en) 613529[23] 15q21.1 Microcéphalie primaire autosomique récessive type 9,

Syndrome de Seckel type 5

CEP162 610201[24] 6q14.2-q14.3 /
CEP164 (en) 614848[25] 11q23.3 Néphronophtise type 15
CEP170 (en) 613023[26] 1q43 /
CEP192 (en) 616426[27] 18p11.21 /
CEP250 (en) 609689[28] 20q11.22 /
CEP290 610142[29] 12q21.32 Syndrome de Bardet-Biedl type 14,
Syndrome de Joubert type 5,
Amaurose congénitale de Leber type 10,
Syndrome de Meckel type 4,
Syndrome de Senior-Loken type 6
CEP350 (en) 617870[30] 1q25.2 /

Notes et références

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  1. ↑ « La mitose : les partenaires de la mitose (2) », sur rnbio.upmc.fr (consulté le )
  2. ↑ (en) Kinda Masoud, Etienne Herzog, Marie-Edith Chabouté et Anne-Catherine Schmit, « Microtubule nucleation and establishment of the mitotic spindle in vascular plant cells », The Plant Journal, vol. 75,‎ , p. 245–257 (ISSN 1365-313X, DOI 10.1111/tpj.12179, lire en ligne, consulté le )
  3. ↑ (en) Johanna L. Höög, Cindi Schwartz, Angela T. Noon et Eileen T. O'Toole, « Organization of Interphase Microtubules in Fission Yeast Analyzed by Electron Tomography », Developmental Cell, vol. 12,‎ , p. 349–361 (ISSN 1534-5807, PMID 17336902, DOI 10.1016/j.devcel.2007.01.020, lire en ligne, consulté le )
  4. ↑ Guiguen Anthony ; Les centrosomes surnuméraires, faille des cellules cancéreuses ; RevueBiofutur, no 313, p. 12 ; (ISSN 0294-3506), 2010 (Résumé avec Inist/Cnrs)
  5. ↑ Tarapore P, Ying J, Ouyang B, Burke B, Bracken B & Ho SM. (2014) Exposure to bisphenol A correlates with early-onset prostate cancer and promotes centrosome amplification and anchorage-independent growth in vitro ; PLoS One. Mar 3;9(3):e90332. doi:10.1371/journal.pone.0090332. eCollection 2014 (résumé)
  6. ↑ (en-US) « Entry - *610000 - CENTROSOMAL PROTEIN, 55-KD; CEP55 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  7. ↑ (en-US) « Entry - *607951 - CENTROSOMAL PROTEIN, 57-KD; CEP57 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  8. ↑ (en-US) « Entry - *614724 - CENTROSOMAL PROTEIN, 63-KD; CEP63 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  9. ↑ (en-US) « Entry - *616889 - CENTROSOMAL PROTEIN, 68-KD; CEP68 - OMIM - (OMIM.ORG) » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  10. ↑ (en-US) « Entry - *614310 - CENTROSOMAL PROTEIN, 70-KD; CEP70 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  11. ↑ (en-US) « Entry - *616475 - CENTROSOMAL PROTEIN, 72-KD; CEP72 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  12. ↑ (en-US) « Entry - *620791 - CENTROSOMAL PROTEIN, 76-KD; CEP76 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  13. ↑ (en-US) « Entry - *617110 - CENTROSOMAL PROTEIN, 78-KD; CEP78 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  14. ↑ (en-US) « Entry - *615847 - CENTROSOMAL PROTEIN, 83-KD; CEP83 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  15. ↑ (en-US) « Entry - *618898 - CENTROSOMAL PROTEIN, 85-KD; CEP85 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  16. ↑ (en-US) « Entry - *618865 - CEP85-LIKE PROTEIN; CEP85L - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  17. ↑ (en-US) « Entry - *615470 - CENTROSOMAL PROTEIN, 89-KD; CEP89 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  18. ↑ (en) « CENTROSOMAL PROTEIN, 97-KD; CEP97 » Accès libre, sur omim.org (consulté le )
  19. ↑ (en-US) « Entry - *616690 - CENTROSOMAL PROTEIN, 104-KD; CEP104 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  20. ↑ (en-US) « Entry - *613446 - CENTROSOMAL PROTEIN, 120-KD; CEP120 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  21. ↑ (en-US) « Entry - *613479 - CENTROSOMAL PROTEIN 131; CEP131 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  22. ↑ (en-US) « Entry - *611423 - CENTROSOMAL PROTEIN, 135-KD; CEP135 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  23. ↑ (en-US) « Entry - *613529 - CENTROSOMAL PROTEIN, 152-KD; CEP152 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  24. ↑ (en-US) « Entry - *610201 - CENTROSOMAL PROTEIN, 162-KD; CEP162 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  25. ↑ (en-US) « Entry - *614848 - CENTROSOMAL PROTEIN, 164-KD; CEP164 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  26. ↑ (en-US) « Entry - *613023 - CENTROSOMAL PROTEIN, 170-KD; CEP170 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  27. ↑ (en-US) « Entry - *616426 - CENTROSOMAL PROTEIN, 192-KD; CEP192 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  28. ↑ (en-US) « Entry - *609689 - CENTROSOMAL PROTEIN, 250-KD; CEP250 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  29. ↑ (en-US) « Entry - *610142 - CENTROSOMAL PROTEIN, 290-KD; CEP290 - OMIM » [archive du ], sur omim.org (consulté le )
  30. ↑ (en) « CENTROSOMAL PROTEIN 350; CEP350 » Accès libre, sur omim.org (consulté le )

Voir aussi

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