Centrosome : fonction et structure

Le centrosome, également connu sous le nom de citocentre, est une structure proche du noyau cellulaire qui joue un rôle crucial dans la division cellulaire. Chez les cellules animales, le centrosome est composé de deux centrioles, qui forment des structures composées de microtubules. Ces centrioles jouent un rôle majeur dans la formation du fuseau mitotique, indispensable à la caryocinèse.

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

Principales fonctions :

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

Fonctions secondaires :

• Maintien de la forme cellulaire : les centrosomes participent au maintien de la forme de la cellule.
• Mouvements cellulaires : interviennent dans les mouvements des membranes, puisqu’ils sont liés aux microtubules et à d’autres composants du cytosquelette.
• Stabilité du génome : des études récentes suggèrent que les centrosomes seraient également impliqués dans la stabilité du génome.

PHASE G1

Au cours de la phase G1 du cycle cellulaire, chaque cellule contient un seul centrosome. Cependant, lorsque la cellule entre dans la phase S et que la réplication de l’ADN commence, la réplication du centrosome se produit également. Dans cette phase, 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 fille. Des structures appelées procentrioïdes se forment. À la fin de la phase S, on observe l’allongement des procentrioïdes.

PHASE G2

Pendant la phase G2, on observe une séparation des deux centrioles originaux et de leurs procentrioïdes en formation. Cette séparation entraîne la répartition du matériel péricentriolaire, ce qui donne naissance à deux centrosomes. Lors de la transition entre les phases G2 et M, les centrosomes subissent une maturation connue sous le nom de maturation du centrosome. Avant la mitose, les centrioles commencent à recruter davantage de matériel péricentriolaire ; par exemple, on constate 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 crucial dans la formation du fuseau mitotique. À partir de la matrice péricentriolaire de chaque centrosome se forment des microtubules qui s’étendent et se connectent avec les kinétochores des chromosomes (microtubules kinétochoriques) 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 équidistant entre les deux centrosomes.

Le centrosome et le centriole sont des composants cellulaires qui peuvent parfois prêter à confusion. Cependant, à partir des concepts que nous développerons ci-après, il nous sera plus facile de les reconnaître et de les différencier.

Un centrosome se compose de deux centrioles ou diplosome (2 centrioles) et se situe au centre du centrosome. La structure des centrioles est similaire à celle des noyaux basal des cils. Les centrioles sont orientés perpendiculairement l’un par rapport à l’autre et prennent la forme d’un cylindre, avec des parois composées de neuf triplets de microtubules, sans microtubule central, formant la structure appelée 9+0. Les triplets de microtubules sont reliés par un pont de la protéine nexine.

Les microtubules dans le centriole se divisent en trois types :

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

L’ensemble des centrioles et le matériel péricentriolaire est désigné sous le nom de Centre Organisateur de Microtubules (COMT). Autre structure notable, l’aster, qui est constitué de fibres formées par des microtubules qui croissent et 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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