Centrosome : fonction et structure

Le centrosome, également appelé citocentre, est une structure proche du noyau qui joue un rôle crucial dans la division cellulaire. Chez les cellules animales, le centrosome se compose de deux centrioles, des structures constituées de microtubules. Ces centrioles revêtent une grande importance, car ils concourent à la formation du fuseau mitotique, nécessaire à la cytokinèse.

Bien que les centrosomes ne possèdent pas leur propre membrane, ils sont associés à l’enveloppe nucléaire. Il convient de noter que les deux centrioles qui composent le centrosome se trouvent appariés et immergés dans un ensemble de protéines appelé « matériel péricentriolaire ». Ce matériel péricentriolaire est une structure optiquement dense.

Fonctions principales :

• Organisation des microtubules : le centrosome joue un rôle fondamental en tant que « centre organisateur des microtubules ». Sa fonction principale consiste à organiser et favoriser la polymérisation de la tubuline, la protéine principale des microtubules.
• Ségrégation des chromosomes : pendant la division cellulaire, les centrosomes participent à la formation du fuseau mitotique, qui connecte les chromosomes aux pôles de la cellule. Cela est essentiel pour obtenir une ségrégation équitable des chromosomes dans les cellules filles.

Fonctions secondaires :

• Maintien de la forme cellulaire : les centrosomes jouent un rôle dans le maintien de la forme de la cellule.
• Mouvements cellulaires : ils interviennent dans les déplacements des membranes et des organites, car ils interagissent avec les microtubules et d’autres composants du cytosquelette.
• Stabilité du génome : des études récentes suggèrent que les centrosomes participent également à la stabilité du génome.

PHASE G1

Pendant la phase G1 du cycle cellulaire, chaque cellule ne possède qu’un seul centrosome. Toutefois, lorsque la cellule entre en phase S et que la réplication de l’ADN débute, la réplication du centrosome a également lieu. À cette étape, les centrioles du centrosome perdent leur disposition orthogonale.

PHASE S

Au début de la phase S, débute la duplication des centrioles, tant du centriole mère que du centriole fils. Des structures appelées procentréroles se forment. À la fin de la phase S, on observe l’allongement des procentréroles.

PHASE G2

Pendant la phase G2, se produit une séparation des deux centrioles originaux et de leurs procentréroles en formation. Cette séparation permet la distribution du matériel péricentriolaire, aboutissant à la formation de deux centrosomes. À la transition entre G2 et M, se produit un changement important des centrosomes connu sous le nom de maturation du centrosome. Avant la mitose, les centrioles commencent à recruter davantage de matériel péricentriolaire ; par exemple, une augmentation du nombre d’anneaux de γ-tubuline, ce qui accroît leur capacité à générer des microtubules.

PHASE M

Pendant la phase M, les centrosomes jouent un rôle fondamental dans la formation du fuseau mitotique. À partir de la matrice péricentriolaire de chaque centrosome se forment des microtubules qui s’étendent et se relient aux kinétochores des chromosomes (microtubules cinétochores) ou s’entrecroisent avec d’autres microtubules issus du centrosome opposé (microtubules polaires). Le plan de division cellulaire par lequel la cellule mère se divise en deux est toujours perpendiculaire à l’axe du fuseau mitotique et se situe généralement à équidistance entre les deux centrosomes.

Le centrosome et le centriolo sont des composants cellulaires qui peuvent parfois prêter à confusion. Cependant, à partir des concepts développés ci-après, nous serons mieux capables de les reconnaître et de les différencier.

Un centrosome comprend deux centrioles ou diplosome (2 centrioles) et se situe au centre du centrosome. La structure des centrioles est similaire à celle des corpulscules basaux des cils. Les centrioles sont orientés perpendiculairement et prennent la forme d’un cylindre, avec des parois composées de neuf triplets de microtubules, sans tubuline centrale, formant la structure appelée 9+0. Les triplets de microtubules sont reliés par un pont protéique nommé nexine.

Les microtubules du centriolo se répartissent en trois types :

• Microtubule A (interne) : présente une section circulaire (13 protofilaments) et est le plus proche de l’axe du cylindre.
• Microtubule B : se situe entre les microtubules A et C. Sa section a la forme d’un croissant et partage trois protofilaments avec le microtubule A.
• Microtubule C (externe) : présente une section en forme de croissant et partage trois protofilaments avec le microtubule B.

L’ensemble des centrioles et du matériel péricentriolaire est désigné par Centre Organisateur de Microtubules (COMT). Une autre structure importante est l’aster, composée de fibres formées par des microtubules qui s’organisent selon un motif radial autour du centrosome. Les microtubules de l’aster donnent naissance aux microtubules du fuseau acromatique lors de la division cellulaire.

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