Cytokinèse Définition
La cytokinèse est le processus final de la division cellulaire eucaryote, qui divise le cytoplasme, les organites et la membrane cellulaire. La cytokinèse se produit généralement à la fin de la mitose, après la télophase, mais les deux processus sont indépendants. Chez la plupart des animaux, la cytokinèse commence à la fin de l’anaphase ou au début de la télophase, afin de s’assurer que les chromosomes ont été complètement séparés. Les mouvements de cytokinèse observés dans la cellule sont provoqués par le même réseau de fuseaux que celui qui était responsable de la séparation des chromosomes. Des parties du fuseau responsable du déplacement des chromosomes se décomposent dans la division cellulaire tardive, pour être utilisées dans la restructuration des deux nouvelles cellules.
Les cellules peuvent se diviser de manière égale, ce que l’on appelle la cytokinèse symétrique, ou l’une des cellules peut conserver la majorité du cytoplasme. Au cours de la méiose masculine chez l’homme, par exemple, les 4 cellules à la fin de la méiose ont la même taille, et le même nombre relatif d’organites. Ce processus de spermatogenèse produit des millions de spermatozoïdes de petite taille, mais pratiquement égaux. L’ovogenèse humaine, en revanche, se divise par une cytokinèse asymétrique. Cela produit une très grande cellule et trois corps polaires. Les corps polaires plus petits ne deviennent pas des ovules. De cette façon, moins d’œufs sont produits, mais ce sont des cellules beaucoup plus grandes. Certaines cellules, chez l’homme et d’autres espèces, ne subissent pas de cytokinèse après la mitose, et forment de grandes cellules multi-nucléées.
Cytokinèse dans les cellules animales
Que la division cellulaire soit une mitose ou une méiose, la cytokinèse se déroule à peu près de la même façon. Des signaux cellulaires indiquent à la cellule où se diviser, ce qui crée le plan de division. Autour de ce plan, le sillon cytocinétique se forme et finit par se pincer pour séparer les deux cellules. Le processus final de la cytokinèse dans les cellules animales est l’abscission. Pendant l’abscission, l’anneau contractile d’actine-myosine qui crée le sillon cytocinétique est contracté jusqu’au bout, et les membranes plasmiques subissent une fission pour finalement séparer les deux cellules.
Les scientifiques ne sont toujours pas certains de ce qui cause la spécification du plan de division dans différentes cellules. Il s’agit d’un processus complexe qui fait intervenir de nombreux microtubules et signaux cellulaires. Une fois cette position déterminée, l’anneau contractile d’actine-myosine doit être établi. L’actine et la myosine sont les mêmes protéines motrices qui provoquent la contraction des cellules musculaires. Les cellules musculaires sont remplies de filaments d’actine, que la protéine myosine peut rassembler, si elle reçoit de l’énergie ATP. Ce même système est utilisé pour la division des cellules animales. Les filaments d’actine forment un anneau au niveau du plan de division. Les protéines myosines commencent alors à tirer les filaments d’actine ensemble, créant un anneau plus petit.
Enfin, tout le cytoplasme et les organites ont été exclus de l’anneau. Les seules choses qui restent sont l’anneau d’actine-myosine et les microtubules resserrés par l’anneau. C’est ce qu’on appelle la structure médiane du corps et elle doit également être divisée pour que les cellules se séparent. Cela se produit au cours du processus d’abscission. Les protéines sont coupées et les membranes plasmiques sont soudées. La matière extracellulaire qui maintient les cellules ensemble est dissoute et les cellules peuvent se séparer. Chez certains animaux pluricellulaires, les cellules restent étroitement associées et peuvent même former et maintenir des connexions entre leurs cytoplasmes, appelées jonctions lacunaires. Ces petits ponts peuvent être formés comme des restes du réticulum endoplasmique qui se retrouve piégé dans la structure du milieu du corps, ou ils peuvent être formés plus tard.
Cytokinèse dans les cellules végétales
Les plantes subissent un processus similaire de cytokinèse, la différence étant la rigidité de leurs cellules. Les plantes sont entourées d’une couche secondaire, la paroi cellulaire. Cette structure extracellulaire, qui contribue à donner aux plantes leur forme, doit être établie lorsqu’une cellule se divise. Pour ce faire, les plantes utilisent des structures fusiformes à microtubules appelées phragmoplastes. Les phragmoplastes transportent des vésicules de matériaux de la paroi cellulaire vers la nouvelle plaque cellulaire. Ces matériaux, comme la cellulose, interagissent pour former une matrice complexe et solide. Après que la plaque ait divisé la cellule, la membrane plasmique se scellera et les deux cellules seront séparées.
Le phragmoplaste, comme les centrosomes des cellules animales, organise les microtubules et dirige leur croissance et leur réduction. Les composants de la nouvelle plaque cellulaire sont créés et emballés par le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi. Ils sont ensuite envoyés au phragmoplaste, qui construit la plaque cellulaire du milieu vers l’extérieur. C’est ce que l’on peut voir dans le graphique ci-dessus. La plaque cellulaire commence au milieu et, à mesure qu’elle se complète, les microtubules du phragmoplaste se déplacent vers l’extérieur, jusqu’à ce qu’ils atteignent la membrane du plasme actuel. Cette membrane sera coupée, et la paroi cellulaire sera entièrement connectée entre toutes les cellules environnantes. Entre les deux cellules, le réticulum endoplamique piégé va créer des plasmodesmes, qui sont comme des jonctions à distance et permettent aux molécules de passer d’une cellule à l’autre. Selon certaines théories, les plantes pourraient utiliser ces plasmodesmes comme une forme de communication cellulaire.
- Sillon de clivage – Le pli dans la membrane cellulaire, créé par la contraction des filaments de protéines.
- Caryokinèse – La séparation des chromosomes, distincte de la division de la cellule.
- Plasmodesmes – Sections des cellules végétales qui restent connectées à d’autres cellules, parfois formées pendant la cytokinèse.
- Jonction gap – Parties des membranes des cellules animales qui restent étroitement associées aux cellules environnantes, comme les synapses des neurones.
Quiz
1. Un certain nombre de protéines sont responsables de la synchronisation de la cytokinèse. Pour fabriquer et réguler ces protéines, la cellule doit dépenser une quantité considérable d’énergie. Quels sont les avantages d’avoir une cytokinèse bien synchronisée ?
A. Une division cellulaire plus rapide
B. Moins d’erreurs et de destruction de chromosomes
C. Rend possible un plus grand nombre de divisions
2. Pendant la méiose, un organisme diploïde avec 8 chromosomes totaux subit deux cycles consécutifs de cytokinèse. Après la cytokinèse II, combien de chromosomes se trouvent dans chaque cellule ?
A. 4
B. 8
C. 2
3. Pourquoi les plans terrestres doivent-ils construire une paroi cellulaire chaque fois qu’ils veulent se diviser ? Pourquoi ne pas le faire après la cytokinèse ?
A. Trop difficile une fois que les cellules ont été établies.
B. La plante entière pourrait être affaiblie, structurellement.
C. La paroi cellulaire crée la membrane plasmique.