Centrosome
N., pluriel: centrosomes
structure cytoplasmique située près du noyau; composée de deux centrioles disposées orthogonalement entourées d’une masse amorphe de matériel péricentriolaire
Photo: micrographie électronique du centrosome dans une cellule en Division (voir flèche noire).
Table des Matières
Centrosome Définition
qu’est Ce qu’un centrosome?, Le centrosome est considéré comme le principal centre organisateur des microtubules (MTOC), régulant ainsi l’adhérence, la motilité et la polarité des cellules. Il favorise également l’organisation du pôle fuseau dans une cellule animale lors de la réplication mitotique. Des défauts dans la fonction de l’organisation du fuseau sont présents dans de nombreux cancers et peuvent être attribués à l’instabilité génomique. Des centrosomes irrregulaires ou extra peuvent contribuer à une division cellulaire anormale.
Ce que fait un centriole faire?, Un centriole est le composant principal du centrosome; il a une fonction importante en tant que corps basaux qui contribuent au développement et à la formation des flagelles et des cils, qui ont d’importantes fonctions développementales, physiologiques et pathologiques. Par conséquent, la régulation stricte du nombre de centrosomes et de centrioles est essentielle pour maintenir un organisme sain.,
à la fin du XIXe siècle, Theodor Boveri a compris l’importance du centrosome, soulevant de nombreuses questions clés qui nous intriguent maintenant sur le contrôle du nombre centrosomique et la fonction du centrosome dans le développement de nombreux types de cancers.
Depuis plus de 30 ans, le centrosome est connu pour se répliquer pendant la phase S du cycle cellulaire. Cependant, bien que l’autorisation de L’ADN soit bien comprise, le mécanisme de réplication ou de régulation du centrosome n’est pas entièrement compris., De plus, les centrioles dans les cellules animales peuvent se reformer de novo s’ils ont été naturellement ou artificiellement éliminés ou endommagés.
qu’est-Ce que le centrosome dans une cellule? Un centrosome avec deux centrioles est un organite impliqué dans plusieurs processus dans la cellule, y compris l’embryogenèse, la sensation et la locomotion.
dans le passé, on croyait que les centrosomes étaient hérités par la réplication du centrosome à partir d’un centrosome existant puisque le centrosome est transmis pendant la fécondation au zygote, de plus, c’est un organite important pour la spermatogenèse., Cependant, des études récentes ont montré que les centrosomes sont principalement dérivés de novo sans utiliser un centrosome existant comme modèle; de plus, pendant la fécondation, le centrosome se dégrade généralement avant la fécondation dans l’ovocyte, de sorte que la progéniture ne compte pas sur le centrosome des parents pendant l’embryogenèse.
Le centriole et le centrosome sont-ils identiques? Non, le centriole fait partie du centrosome. Centrosome contient généralement deux centrioles disposés perpendiculairement à l’autre; centrioles sont constitués de microtubules qui sont essentiels pour la division cellulaire.,
par conséquent, pendant la division cellulaire, les deux centrioles se déplacent des deux côtés du noyau pour initier la division mitotique. Les Centrioles libèrent des broches mitotiques qui tirent le chromosome des deux côtés pour commencer la réplication mitotique.
où se trouve le centrosome? Le centrosome est la zone où les centrioles sont normalement présents. Lorsque la cellule ne subit pas de division mitotique, les deux centrioles indiquent la position du noyau à l’examen, car les centrioles sont normalement présents à côté du noyau.
Les Centrosomes sont l’un des centres fondamentaux de nucléation des microtubules., Ils ont la capacité d’organiser les réseaux de microtubules dans les cellules animales en contrôlant leur ancrage et leur libération. Le centrosome des cellules animales est plus flexible et plus complexe que celui des cellules fongiques, même si les mécanismes moléculaires sont couramment impliqués dans les cellules fongiques et animales.
le comportement du Centrosome diffère selon la phase cellulaire du cycle cellulaire, et s’il s’agit d’une cellule quiescente ou d’une cellule en croissance. De plus, le comportement du centrosome diffère en phase G1 par rapport à la phase S.
Les cellules végétales ont centrosomes?, L’organisation des Microtubules est essentielle pour une division cellulaire appropriée. Les Centrosomes sont les principaux organites responsables de l’organisation des microtubules dans la cellule en division. Cependant, la plupart des cellules végétales ne contiennent pas de centrosomes. Alternativement, les cellules végétales contiennent d’autres centres d’organisation des microtubules qui agissent comme une alternative pour les centrosomes.
des études récentes ont montré que les microtubules peuvent s’organiser en réseaux si certains types de protéines motrices sont présents., Le centrosome trouvé dans les cellules des organismes multicellulaires provient du corps basal trouvé dans les organismes unicellulaires. Le centrosome organise le cytosquelette de la cellule ainsi que diverses fonctions cellulaires telles que la mobilité, l’adhérence, la polarité et le trafic intracellulaire.
pendant la prolifération, les centrosomes se répliquent à la phase S du cycle cellulaire de sorte que les deux centrosomes peuvent contribuer à la division cellulaire en utilisant les broches mitotiques., De plus, le centrosome intervient dans la disposition et l’assemblage du fuseau mitotique pendant la mitose, ce qui est nécessaire pour une ségrégation chromosomique appropriée, même si le centrosome n’est pas nécessaire pour ce processus, cependant, la réplication du centriole est organisée avec le cycle cellulaire.
Centrosome Structure
Quelles sont les centrosomes?, Dans les cellules animales, les chercheurs définissent généralement le centrosome comme le principal centre d’organisation des microtubules responsable de l’organisation et de la nucléation des microtubules. Les Microtubules aident au soutien par leur cytosquelette; de plus, ils influencent la polarité cellulaire en attachant leurs extrémités au centrosome.
le centrosome principal est généralement présent près du noyau pour permettre à d’autres emplacements spécifiques de la cellule d’être occupés par d’autres organites associés aux microtubules., Le centrosome se compose de deux centrioles qui sont entourés et reliés entre eux par des fibres et le matériel péricentriolaire.
chaque centriole est constitué de neuf triplets de microtubules formant une structure en forme de tonneau. Les deux centrioles sont perpendiculaires l’une à l’autre. Ils sont structurellement différents les uns des autres. Le centriole mère est caractérisé par des appendices distaux et subdistaux qui servent de corps basaux en ancrant les centrioles à la membrane cellulaire.,
lorsque les cellules se divisent, des microtubules proviennent du centrosome pour guider le trafic des vésicules et des organites pendant la division cellulaire mitotique et méiotique. La paire de centrioles est reliée ensemble par une grande protéine à travers la région proximale.
parce que les centrioles sont développées à partir des corps basaux, elles leur ressemblent structurellement. Le centrosome peut être détecté à l’aide d’un microscope optique dans les cellules eucaryotes, il est entouré d’une membrane protéique appelée matériau péricentriolaire.,
le centrosome joue un rôle majeur dans plusieurs fonctions telles que l’organisation des microtubules cellulaires, par conséquent, l’ancrage, la libération et la nucléation des microtubules du centrosome nécessitent la participation de plusieurs protéines.
Les deux centrioles du centrosome, le centriole mère et le centriole fille, sont fonctionnellement et structurellement différents. Cependant, les deux centrioles ont des microtubules qui contribuent au processus de division cellulaire. La centriole mère est caractérisée par la présence de neuf appendices disposés en deux ensembles à sa partie distale., Ces appendices sont essentiels, par exemple, dans l’ancrage des microtubules ainsi que dans l’amarrage du centriole mère pendant la ciliogenèse au niveau de la membrane plasmique dans une cellule encart.
La longueur du centriole fille est d’environ 80% de la longueur du centriole mère. Le centriole fille ne peut pas ancrer les centrioles à la membrane plasmique pendant la ciliogenèse, car il lui manque les neuf appendices distaux. De plus, le centrosome n’est centré que par le centriole mère.,
Les caractéristiques du centriole déterminent ses propriétés, telles que la reproduction, la polarité, la stabilité et la dynamicité du centrosome. Les Centrioles sont très stables; par conséquent, leurs microtubules sont résistants aux détergents et au froid. Cette stabilité est assurée par les composants des centrioles tels que les protéines de ruban et les tektines, de sorte que les centrioles survivent sur plusieurs générations de la cellule.,
fonctions du Centrosome
Les principales fonctions des centrosomes sont discutées ci-dessous. Leurs fonctions comprennent le MTOC, l’organisation des flagelles et des cils et la régulation du cycle cellulaire.,
Centrosomes comme MTOC
Centrosomes ont différentes fonctions dans la cellule, cependant, la fonction principale du centrosome est de savoir comment il agit comme MTOC. Le centrosome organise des réseaux de microtubules en fonction de sa capacité à ancrer, libérer ou nucléer des microtubules., Le matériel péricentriolaire ainsi que certaines protéines kinases sont impliqués dans la nucléation des microtubules au cours de la mitose du centrosome.
pendant la mitose, le matériel péricentriolaire qui nucléate et ancre les microtubules cytoplasmiques. Lorsque la cellule se prépare à la division, le matériel périnucléaire est épaissi dans un mécanisme appelé maturation du centrosome. L’ancrage des microtubules dépend de différentes molécules, tandis que d’autres protéines servant les microtubules jouent un rôle dans le remodelage des microtubules ainsi que dans la différenciation de certains types de cellules, telles que les cellules épithéliales.,
Les variations du potentiel de nucléation des microtubules du centrosome au cours du cycle cellulaire semblent être motivées par un équilibre entre des facteurs qui peuvent faciliter ou restreindre le recrutement pendant la mitose et l’interphase des molécules organisatrices des microtubules. La phosphorylation des protéines est importante pour ce processus où les kinases, ainsi que L’Aurora-A, favorisent la nucléation des microtubules.
Aurora-A peut également favoriser le développement de microtubules à partir du centrosome au moyen de la phosphorylation des protéines du centrosome.,
Organisation des flagelles et des cils
les flagelles et les cils proviennent de microtubules. Ce sont des projections qui permettent à la cellule de se déplacer, ou favorisent le déplacement des substances qui entourent la cellule. Au cours de différents processus de développement et cellulaires, les flagelles et les cils ont un grand rôle dans le développement embryonnaire, la sensation, la propagation des signaux et la motilité.
Les premiers stades du développement des cils ne sont pas clairement compris, comme la formation du corps basal à partir du centriole., In contrast, centrioles as well as centrosomes can also be formed from cilia and flagella in vertebrate ciliated cells.
Cell cycle regulation of cell cycle
Centrosomes act as a platform of signaling because it includes regulatory complexes such as checkpoint proteins and tumor suppressors., Comme cela a été suggéré pour contrôler la transition G1-S et la cytokinèse, le centrosome peut réguler le cycle cellulaire.
évolution du Centrosome
l’évolution des centrosomes chez les eucaryotes reflète la variation des cellules eucaryotes entre différents organismes en termes de réception sensorielle, de locomotion ou de division par rapport au processus évolutif naturel et à l’adaptation de l’organisme.
le centrosome est connu pour être un « corpuscule polaire” de la cellule. Il est présumé avoir un rôle dans le maintien de la polarité des cellules ainsi que dans la rupture symétrique des cellules., Le centrosome a été étudié comme l’organite qui coordonne la cytokinèse et la caryokinèse.
afin d’éviter de développement parthénogénétique, le centrosome était absent de l’ovule non fécondé. L’isolement du centrosome de la mouche et de l’homme au cours de la dernière décennie a révélé de nombreuses protéines chez les eucaryotes.
Une petite quantité de protéines conservées a été identifié par la génomique fonctionnelle. Ces protéines jouent un rôle dans l’initiation des corps basaux et de l’assemblage du centrosome et dans la reproduction du centrosome., La composition biochimique du centrosome reflète sa complexité de structure. La matrice centrosomale ou les centrioles contiennent plus de 100 protéines et ces protéines peuvent contenir des produits génétiques de la maladie, par exemple des gènes qui contribuent au syndrome de microcéphalie.,
en plus de restaurer la diploïdie, le corps basal/centrosome est responsable de la détermination de la polarité de l’embryon lors de la fécondation où la fécondation de l’ovule chez les animaux comprend le transfert du corps basal associé à la tête du sperme vers le centrosome associé soit au pronucléus mâle.
deux cycles de division cellulaire sont nécessaires pour la reproduction du centrosome. Cela conduit à la présence d’une asymétrie générale permettant la présence d’une fille et d’une mère centriole dans le centrosome., La polarité cellulaire est contrôlée par le centrosome au cours de sa croissance des tissus, de sa migration et de son homéostasie.
Importance Biologique
Le centrosome est d’une importance biologique de l’organite. Il contrôle la polarité de la cellule ainsi que le positionnement nucléaire. Par conséquent, il influence la distribution asymétrique des organites dans la cellule.,
le centrosome organise les microtubules chez les eucaryotes, il pourrait être reproduit ou synthétisé de novo, par conséquent, les centrosomes peuvent être resynthétisés après leur destruction.
Le centrosome est responsable de la nucléation des microtubules. Il joue un rôle fondamental dans de nombreux processus de la cellule tels que le maintien de la polarité cellulaire, la position, la distribution des organites dans la cellule, la chimiotaxie, la migration cellulaire et le transport directionnel des vésicules, en plus de l’assemblage des broches pendant la division méiotique et mitotique dans plusieurs types de cellules.,
le centrosome contrôle la polarité et la position des microtubules dans la cellule. Par conséquent, il a une influence indirecte sur les organites cellulaires qui peuvent interagir avec les microtubules tels que les filaments du cytosquelette. Par conséquent, le centrosome est connu pour être le « centre dynamique de la cellule”.
la morphologie, le nombre et la distribution des centrosomes varient au sein d’une même cellule. De plus, leur fonction dans la nucléation des microtubules peut également varier., Même si une cellule eucaryote typique contient un chromosome, le nombre de centrosomes se duplique pendant la division mitotique de la cellule.
Les deux centrosomes formés dirigent le fuseau bipolaire pour obtenir la ségrégation chromosomique correcte. De plus, pour la bonne progression du cycle cellulaire, les protéines associées au centrosome médient l’interaction entre une enzyme et son substrat pour coordonner les fonctions cellulaires et le contrôle du centrosome.,
controverse sur la nécessité
bien que le centrosome soit considéré comme un organite essentiel pour le processus de division d’une cellule animale, des études récentes ont cependant démontré que les centrosomes ne sont pas essentiels pour la transition de la phase G1-S. Cette découverte a été basée sur une étude où la cellule humaine a progressé au cours de la phase G1 même si le centrosome a été retiré par laser ou microchirurgie., Cependant, le centrosome est essentiel pour la transition de la phase G1-S où une étude a démontré que la perte de centrosome a mené à l’arrêt de G1 lorsque le centriole a été Ablé suivi d’une forte exposition à la lumière qui a produit une grande contrainte pour les centrioles dans la phase G1.
malgré l’existence de centrosomes aux pôles du fuseau dans la plupart des cellules, ils ne sont généralement pas présents lors de la division méiotique de l’ovocyte femelle. De plus, aucun centrosome n’est présent dans les cellules des plantes supérieures., Chez certaines espèces, le centriole contribue à l’orientation des broches, ainsi que l’assurance de la fidélité. De plus, les centrioles sont importants pour la formation des flagelles et des cils.
Centrosome et les Maladies
Le centrosome est grandement impliqué dans la régulation du cycle cellulaire; par conséquent, il devrait avoir un rôle dans la tumorigenèse., Dans presque toutes les formes tumorales humaines, y compris le foie, le sein, la moelle osseuse, le côlon, la prostate et le cancer du col utérin, des anomalies ont été trouvées dans le nombre, la structure et la taille du centrosome.
L’amplification du Centrosome se produit en raison de l’épuisement de la protéine suppresseur de tumeur (Rb) chez les mammifères, ainsi que du déficit en gène du cancer du sein BRCA1, l’amplification du centrosome peut également se produire en raison de la surexpression de l’aurora a en plus d’autres kinases qui sont impliquées dans la progression du cancer.,
l’amplification du centrosome pourrait se produire en raison de défauts dans la cytokinèse ou d’une dérégulation dans le mécanisme de réplication, ce qui pourrait conduire à une instabilité dans le chromosome de la cellule.
l’amplification centrosomale dans le cancer conduit à des défauts de signalisation des cils, à une altération du fonctionnement des microtubules, à des chromosomes en retard et à une division cellulaire asymétrique qui conduit à une surprolifération.