cycle cellulaire
Ensemble des modifications survenant au cours de la vie d’une cellule.
Les cellules ont un fonctionnement cyclique, rythmé par les divisions qu’elles subissent. Elles peuvent aussi, dans certaines circonstances, sortir du cycle cellulaire. Chez les cellules eucaryotes, cette sortie a lieu soit pour entrer en phase de quiescence (repos) sans division cellulaire (phase G0), soit pour s’engager dans la voie d’une spécialisation cellulaire (→ différenciation cellulaire), soit encore pour entamer son processus d’apoptose (mort cellulaire). Chez les cellules procaryotes, la sortie du cycle a lieu quand la cellule se transforme en spore (forme de résistance des bactéries) ou meurt.
Le cycle cellulaire dure en moyenne 24 h pour des cellules humaines en culture, 1,5 h pour une cellule de levure, et 20 à 30 minutes pour une bactérie en conditions idéales de croissance.
1. Le cycle cellulaire des eucaryotes
Chez les eucaryotes, un cycle = mitose (M) + interphase (intervalle entre deux mitoses). L’interphase, relativement longue, est la période au cours de laquelle s’effectuent la croissance de la cellule et la réplication de l’ADN. Elle comprend trois étapes :
- G1, phase de croissance de la cellule, au cours de laquelle les synthèses d'ARN sont très actives ;
- S (pour synthèse), phase de réplication de l’ADN, au cours de laquelle la quantité d’ADN est doublée (de 2n à 4n) ; la quantité d’histones (protéines associées à l'ADN) nécessaires est également synthétisée (→ réplication) ;
- G2, phase de croissance et de préparation à la mitose suivante.
À l'issue de l'étape G2, chaque chromosome est constitué de deux chromatides identiques (à l’exception des éventuelles mutations qui ont pu se produire pendant la réplication), unies par leur centromère. Leur apparition marque le démarrage de la mitose. Au cours des phases de cette dernière, les chromatides se séparent et se répartissent dans chacun des noyaux fils, pour donner naissance à deux cellules filles qui entrent chacune en interphase.
2. Le cycle cellulaire des procaryotes
Les procaryotes, cellules beaucoup moins complexes et dépourvues de noyau cellulaire, ont un cycle cellulaire plus simple. Il comprend deux étapes : croissance puis division (par scissiparité).
Au cours de la phase de croissance, la cellule grandit (chez Escherichia coli, elle s’allonge sans augmentation de diamètre), de grandes quantités de protéines sont synthétisées et l’ADN chromosomique (sous la forme d’une unique molécule circulaire) est répliqué. La cellule commence sa division lorsqu’elle atteint une taille dite « critique », qui correspond au double de sa taille de départ. Chaque « chromosome » s’accroche alors à un point de la membrane, tandis qu’une nouvelle paroi se forme entre les deux cellules filles (bipartition). Les cellules filles se séparent alors, chacune emportant un « chromosome ».
La durée du cycle cellulaire procaryote varie en fonction des conditions environnementales, en particulier des conditions de température. C’est la phase de croissance dont la durée est affectée et varie ; en effet, la phase de division est de durée plus ou moins constante (20 minutes chez Escherichia coli). Lorsque les conditions sont optimales, la croissance se fait en même temps que la division (il y a synthèse de protéines même pendant la séparation des cellules filles et la réplication de l’ADN), et la durée du cycle se réduit à celle de la division.
