Ségrégation des centromères et des chromosomes

UNE centromère est une région sur un chromosome qui rejoint les chromatides sœurs. Les chromatides sœurs sont des chromosomes répliqués à double brin qui se forment pendant la division cellulaire. La fonction principale du centromère est de servir de lieu de fixation pour les fibres du fuseau pendant la division cellulaire. L'appareil de fusée allonge les cellules et sépare les chromosomes pour garantir que chaque nouvelle cellule fille a le bon nombre de chromosomes à la fin de la mitose et de la méiose.

L'ADN dans la région centromère d'un chromosome est composé de chromatine serrée appelée hétérochromatine. Hétérochromatine est très condensé et n'est donc pas transcrit. En raison de sa composition en hétérochromatine, la région du centromère se colore plus sombre avec des colorants que les autres régions d'un chromosome.

Points clés à retenir

• Les centromères sont des régions d'un chromosome qui rejoignent les chromatides sœurs dont la fonction principale est de fixer les fibres du fuseau dans la division cellulaire.
• Bien que les centromères soient généralement situés dans la zone centrale d'un chromosome, ils peuvent également être situés près de la région médiane ou à un certain nombre de positions différentes sur le chromosome.
• Des zones spécialisées sur les centromères appelées kinétochores attachent les chromosomes aux fibres du fuseau en prophase dans la mitose.
• Les kinétochores ont des complexes protéiques qui génèrent des fibres kinétochores. Ces fibres aident à orienter et à séparer les chromosomes pendant la division cellulaire.
• Dans la méiose, dans la métaphase I, les centromères des chromosomes homologues sont orientés vers les pôles cellulaires opposés tandis que dans la méiose II, les fibres du fuseau s'étendant des deux pôles cellulaires s'attachent aux chromatides sœurs au niveau de leurs centromères.

Emplacement du Centromère

Un centromère n'est pas toujours situé dans la zone centrale d'un chromosome. Un chromosome est composé d'une région de bras court (bras p) et une région à bras longs (q bras) qui sont reliés par une région centromère. Les centromères peuvent être situés près de la région médiane d'un chromosome ou à un certain nombre de positions le long du chromosome.

• Métacentrique les centromères sont situés près du centre chromosomique.
• Sous-métacentrique les centromères ne sont pas situés au centre de sorte qu'un bras soit plus long que l'autre.
• Acrocentrique les centromères sont situés près de l'extrémité d'un chromosome.
• Télocentrique les centromères se trouvent à l'extrémité ou dans la région des télomères d'un chromosome.

La position du centromère est facilement observable dans un caryotype humain de chromosomes homologues. Le chromosome 1 est un exemple de centromère métacentrique, le chromosome 5 est un exemple de centromère submétacentrique et le chromosome 13 est un exemple de centromère acrocentrique.

Ségrégation chromosomique dans la mitose

• Avant le début de la mitose, la cellule entre dans une phase appelée interphase où elle réplique son ADN en préparation de la division cellulaire. Il se forme des chromatides sœurs qui sont jointes à leurs centromères.
• Dans prophase de la mitose, des régions spécialisées sur les centromères appelées kinétochores attachent les chromosomes aux fibres polaires du fuseau. Les kinétochores sont composées d'un certain nombre de complexes protéiques qui génèrent des fibres kinétochores, qui se fixent aux fibres du fuseau. Ces fibres aident à manipuler et à séparer les chromosomes pendant la division cellulaire.
• Pendant métaphase, les chromosomes sont maintenus à la plaque métaphase par les forces égales des fibres polaires poussant sur les centromères.
• Pendant anaphase, les centromères appariés dans chaque chromosome distinct commencent à s'écarter lorsque les chromosomes filles sont tirés le centromère d'abord vers les extrémités opposées de la cellule.
• Pendant télophase, les noyaux nouvellement formés entourent des chromosomes filles séparés.

Après la cytokinèse (division du cytoplasme), deux cellules filles distinctes se forment.

Ségrégation chromosomique dans la méiose

Dans la méiose, une cellule passe par deux étapes du processus de division. Ces étapes sont la méiose I et la méiose II.

• Pendant métaphase I, les centromères des chromosomes homologues sont orientés vers des pôles cellulaires opposés. Cela signifie que les chromosomes homologues se fixeront au niveau de leurs régions centromères aux fibres du fuseau s'étendant à partir d'un seul des deux pôles cellulaires.
• Lorsque les fibres de broche se raccourcissent pendant anaphase I, les chromosomes homologues sont tirés vers les pôles cellulaires opposés mais les chromatides sœurs restent ensemble.
• Dans méiose II, les fibres du fuseau s'étendant des deux pôles cellulaires se fixent aux chromatides sœurs au niveau de leurs centromères. Les chromatides sœurs sont séparées dans anaphase II lorsque les fibres du fuseau les tirent vers les pôles opposés.

La méiose entraîne la division, la séparation et la distribution des chromosomes entre quatre nouvelles cellules filles. Chaque cellule est haploïde, ne contenant que la moitié du nombre de chromosomes comme la cellule d'origine.

Anomalies du centromère

Les centromères jouent un rôle important en participant au processus de séparation des chromosomes. Cependant, leur structure peut en faire des sites possibles de réarrangements chromosomiques. Garder l'intégrité des centromères intacte est donc un travail important pour la cellule. Les anomalies du centromère ont été liées à diverses maladies comme le cancer.