Des astres : Réseaux de microtubules en forme d’étoile

Asters sont des réseaux de microtubules radiaux que l’on trouve dans les cellules animales. Ces structures en forme d’étoile se forment autour de chaque paire de centrioles pendant la mitose. Les asters aident à manipuler les chromosomes pendant la division cellulaire afin de s’assurer que chaque cellule fille possède le complément de chromosomes approprié. Ils sont constitués de microtubules astraux qui sont générés à partir de microtubules cylindriques appelés centrioles. Les centrioles se trouvent à l’intérieur du centrosome, un organite situé près du noyau cellulaire qui forme les pôles du fuseau.

Asters et division cellulaire

Les asters sont essentiels aux processus de mitose et de méiose. Ils sont une composante de la appareil à brochequi comprend également les fibres du fuseau, les protéines motrices et les chromosomes. Les asters aident à organiser et à positionner l’appareil fusiforme pendant la division cellulaire. Ils déterminent également le site du sillon de clivage qui divise la cellule en deux pendant la cytokinésie. Au cours du cycle cellulaire, les asters se forment autour des paires de centrioles situées à chaque pôle de la cellule. Des microtubules appelés fibres polaires sont générés à partir de chaque centrosome, qui allongent et allongent la cellule. D’autres fibres fusiformes s’attachent aux chromosomes et les déplacent au cours de la division cellulaire.

Asters en mitose

• Les asters apparaissent initialement dans prophétiser. Ils se forment autour de chaque paire de centrioles. Les asters organisent des fibres fusiformes qui partent des pôles de la cellule (fibres polaires) et des fibres qui s’attachent aux chromosomes au niveau de leurs cinétochores.
• Les fibres du fuseau déplacent les chromosomes vers le centre de la cellule pendant métaphase. Les chromosomes sont maintenus en place au niveau de la plaque de métaphase par les forces égales des fibres du fuseau qui poussent sur les centromères des chromosomes. Les fibres polaires qui s’étendent à partir des pôles s’emboîtent comme les doigts d’une main repliée.
• Les chromosomes dupliqués (chromatides sœurs) se séparent et sont tirés vers les extrémités opposées de la cellule pendant anaphase. Cette séparation s’effectue lorsque les fibres du fuseau se raccourcissent, entraînant avec elles les chromatides fixées.
• Dans telophaseLes fibres fusiformes se décomposent et les chromosomes séparés sont enveloppés dans leur propre enveloppe nucléaire.
• L’étape finale de la division cellulaire est cytokinesis. La cytokinésie implique la division du cytoplasme, qui sépare la cellule en cours de division en deux nouvelles cellules filles. Dans les cellules animales, un anneau contractile de microfilaments forme un sillon de clivage qui pince la cellule en deux. La position du sillon de clivage est déterminée par les asters.

Comment les asters induisent la formation de sillons de clivage

Les asters induisent la formation de sillons de clivage en raison d’interactions avec le cortex cellulaire. Le site cortex cellulaire se trouve directement sous la membrane plasmique et se compose de filaments d’actine et les protéines associées. Au cours de la division cellulaire, les asters qui se développent à partir de centrioles étendent leurs microtubules les uns vers les autres. Les microtubules des asters voisins s’interconnectent, ce qui contribue à limiter l’expansion et la taille des cellules. Certains microtubules d’asters continuent à s’étendre jusqu’à ce qu’ils entrent en contact avec le cortex. C’est ce contact avec le cortex qui induit la formation d’un sillon de clivage. Les asters aident à positionner les sillons de clivage de manière à ce que la division cytoplasmique donne deux cellules uniformément divisées. Le cortex cellulaire est responsable de la production de l’anneau contractile qui resserre la cellule et la « pince » en deux cellules. La formation des sillons de clivage et la cytokinésie sont essentielles au bon développement des cellules, des tissus, et au bon développement d’un organisme dans son ensemble. Une mauvaise formation du sillon de clivage lors de la cytokinésie peut produire des cellules dont le nombre de chromosomes est anormal, ce qui peut entraîner le développement de cellules cancéreuses ou de malformations congénitales.

Sources :

• Lodish, Harvey. « Dynamique des microtubules et protéines motrices pendant la mitose. » Biologie cellulaire moléculaire. 4e édition, U.S. National Library of Medicine, 1er janvier 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21537/.
• Mitchison, T.J. et al. « Growth, Interaction and Positioning of Microtubule Asters in Extremely Large Vertebrate Embryo Cells ». Cytosquelette (Hoboken, N.J.) 69.10 (2012) : 738-750. PMC. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3690567/.