Cycle cellulaire
Interphase : préparation à la division cellulaire
Phase G2 : préparation à la mitose

Le cycle cellulaire comprend plusieurs phases qui sont sous la dépendance des complexes cyclines/CDK.

L’interphase, phase préparatoire du cycle cellulaire au cours de laquelle la cellule croît, réplique son ADN et prépare tous les éléments nécessaires à la division, est divisée en trois phases.

• La phase G1 (de l'anglais growth, croissance ou gap, intervalle ou espace), est la première phase de croissance cellulaire (2n, 2c).
• La phase S (de l'anglais synthesis, synthèse) correspond à la réplication complète du matériel génétique (2n, 4c).
• La phase G2 est la dernière étape de l’interphase, qui a pour fonction principale de préparer la cellule à la mitose en vérifiant la complétude et l’intégrité du génome, tout en assurant la mise en place des structures nécessaires à la division cellulaire (2n, 4c).

Phase G2

Préparation à la mitose

1. À la fin de la phase S, lorsque la réplication est achevée et le checkpoint S validé, la cellule entre en G2 et met en place le checkpoint G2, chargé de vérifier l’intégrité du génome avant la mitose.

a. Le checkpoint G2 agit durant toute la phase et contrôle :

• la complétude de la réplication,
• l’absence de cassures double brin ou de segments non répliqués,
• l’état structurel des chromosomes.

b. Si tout est correct, le signal est transmis au point de contrôle G2/M, chargé d’autoriser l’activation du complexe cycline B/CDK1 (MPF) et le déclenchement de la mitose.

c. Si des anomalies persistent après la phase S, le signal ATR/Chk1 demeure actif en début de G2, retardant l’activation de CDK1.

Cette prolongation du checkpoint S empêche toute entrée prématurée en mitose tant que la réplication n’est pas entièrement achevée.

2. Durant la phase G2, la cellule synthétise les composants essentiels à la division nucléaire :

• les tubulines pour l’assemblage du fuseau mitotique,
• les protéines du kinétochore,
• les facteurs de condensation de la chromatine, comme les condensines et les topoisomérases II.

3. Les centrosomes se dupliquent et migrent progressivement vers les pôles opposés, préparant la formation du fuseau mitotique ( duplication des centrosomes).

4. En fin de phase S et au cours de la phase G2, certains remaniements nucléaires préparatoires à la mitose sont également engagés.

La protéine nucléolaire NPM1 est phosphorylée par les complexes cycline A/CDK1 puis cycline B/CDK1 (MPF), ce qui contribue à la désorganisation progressive du nucléole et aux réorganisations nucléaires associées à l’entrée en prophase, sans intervenir directement dans les mécanismes de réplication de l’ADN.

Régulations par les cyclines/CDK : MPF

La transition G2/M est sous le contrôle du complexe cycline B/CDK1 (MPF).

1. Pendant la phase G2, la cycline B s’accumule dans le cytoplasme.

a. La cycline B possède à la fois :

• un signal d’import nucléaire (NLS),
• un signal d’export (NES).

b. En phase G2, le NES domine et la cycline B est continuellement exportée du noyau par Crm1/exportine 1, maintenant le complexe cycline B/CDK1 dans le cytoplasme.

Cette localisation cytoplasmique empêche toute activation prématurée du MPF au contact des chromosomes.

2. Le complexe cycline B/CDK1 reste inactif en raison de la phosphorylation inhibitrice sur les résidus Thr14 et Tyr15 de CDK1 catalysée par Wee1 et Myt1 (PKMYT1).

Cette inhibition empêche CDK1 d’exercer une activité kinase avant que la cellule ne soit prête à s’engager en mitose.

3. La levée de cette inhibition dépend ensuite de l’activation de la phosphatase Cdc25C, qui déphosphoryle CDK1 et permet la formation du MPF actif, préfigurant les transformations nucléaires caractéristiques de l’entrée en mitose.

Cdc25C n’est activée que lorsque le point de contrôle G2/M.

Mitose proprement dite (M) ou méiose

La transition G2/M constitue le point d’aboutissement des contrôles de croissance, de réplication et d’intégrité du génome, préparant la cellule à engager la phase M, où se déroulent la mitose et, dans un autre contexte, la méiose.

• La reproduction asexuée ou mitose (phase M du grec mitos, filament) est un processus de division cellulaire qui aboutit à la production de deux cellules au patrimoine génétique identique (2n,1c).
• La reproduction sexuée ou méiose génère quatre cellules haploïdes génétiquement distinctes, assurant la diversité génétique des gamètes (1n,1c).