Chapitre 4 — Le cycle cellulaire · Topic 5 : La mitose · Leçon 5.3
En métaphase, tous les chromosomes s’alignent sur la plaque métaphasique. C’est aussi le moment du dernier point de contrôle du cycle : le point de contrôle du fuseau, qui ne lance l’anaphase que si tous les chromosomes sont correctement attachés. Cette leçon couvre la métaphase, le caryotype et ce contrôle (l’APC).
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- définir la plaque métaphasique ;
- expliquer le rôle d’Aurora B ;
- définir le caryotype ;
- décrire le point de contrôle du fuseau ;
- expliquer l’action de l’APC.
🧭 Plan de la leçon
- La plaque métaphasique et Aurora B
- Le caryotype
- Le point de contrôle du fuseau et l’APC
1. La plaque métaphasique et Aurora B
La métaphase se déclenche quand tous les chromosomes sont attachés de façon bipolaire. Ils se placent alors sur la plaque métaphasique (ligne virtuelle = plan équatorial, à même distance des 2 centrosomes). La cohésine maintient les chromatides sœurs malgré les tensions opposées des microtubules.
Aurora B (une kinase, pas une Cdk) est positionnée sur les kinétochores et vérifie l’attachement : si les deux kinétochores sont attachés au même pôle (incorrect), Aurora B libère l’un d’eux jusqu’à obtenir un attachement bipolaire (un kinétochore par pôle).
Sur la plaque, les microtubules kinétochoriens gardent la même taille mais restent dynamiques (polymérisation/dépolymérisation continues, longueur du fuseau constante). Le taxol bloque cette dynamique → utilisé contre la tumorigenèse.
2. Le caryotype
Le caryotype permet de visualiser et classer les chromosomes en métaphase (le moment où ils sont les plus condensés). Le classement se fait selon :
- la longueur des chromosomes ;
- la position de la constriction primaire (= le centromère) ;
- la présence ou non d’une constriction secondaire (= NOR, région contenant le gène 47S).
Selon la position du centromère : métacentrique (centromère au centre), acrocentrique (proche d’une extrémité), télocentrique (à l’extrémité). Une cellule humaine compte 22 paires d’autosomes + 1 paire d’hétérochromosomes (chromosomes sexuels X et Y chez l’homme).
3. Le point de contrôle du fuseau et l’APC
Le point de contrôle du fuseau (MCP, Mitotic CheckPoint) est le dernier point de contrôle du cycle : il vérifie l’attachement bipolaire de tous les chromosomes avant de lancer l’anaphase (transition métaphase/anaphase).
L’APC (Anaphase Promoting Complex) ressemble au SCF : c’est une ubiquitine-ligase qui marque des protéines pour le protéasome. Différence : l’APC reconnaît des protéines non phosphorylées. Son activation se fait en cascade :
- prophase : APC phosphorylé par le MPF + association à Cdc20 → inactif ;
- prométaphase : 2ᵉ phosphorylation (MPF puis Plk) → APC actif ubiquitine la cycline A (uniquement) ; tant que la protéine de contrôle du fuseau est présente, il ne peut pas faire plus ;
- métaphase/anaphase : si attachement bipolaire → départ de la protéine de contrôle → APC ubiquitine la sécurine et la cycline B → dégradation → chute brutale de la cycline B + clivage de la cohésine → anaphase.
Si un chromosome est attaché de façon monopolaire (retardataire), son kinétochore mal attaché envoie un signal inhibiteur qui empêche le départ de la protéine de contrôle du fuseau. L’APC ne peut pas ubiquitiner la sécurine et la cycline B : la cohésine reste, et le cycle est bloqué en métaphase. C’est le garde-fou contre une mauvaise répartition des chromosomes.
🧠 À retenir absolument
- Métaphase : tous les chromosomes bipolaires sur la plaque métaphasique (plan équatorial, à mi-distance des centrosomes) ; cohésine vs tensions opposées.
- Aurora B (kinase, pas une Cdk) : corrige les attachements incorrects (libère un kinétochore mal attaché). Taxol : bloque la dynamique (anti-tumoral).
- Caryotype : classe les chromosomes en métaphase (longueur, centromère, NOR) ; métacentrique/acrocentrique/télocentrique ; 22 paires d’autosomes + 1 paire de sexuels.
- Point de contrôle du fuseau (MCP) : dernier du cycle ; vérifie l’attachement bipolaire avant l’anaphase.
- APC (ubiquitine-ligase, reconnaît les protéines non phosphorylées) : à la transition M/A, ubiquitine sécurine + cycline B → anaphase. Chromosome retardataire → blocage en métaphase.
❓ Questions fréquentes
Qu’est-ce que la plaque métaphasique ?
C’est une ligne virtuelle correspondant au plan équatorial de la cellule, à égale distance des deux centrosomes. Tous les chromosomes, attachés de façon bipolaire, s’y alignent en métaphase. La cohésine y maintient les chromatides sœurs malgré les tensions opposées des microtubules.
Quel est le rôle d’Aurora B en métaphase ?
Aurora B est une kinase (pas une Cdk) positionnée sur les kinétochores. Elle vérifie l’attachement des chromosomes : si les deux kinétochores sont attachés au même pôle (incorrect), elle libère l’un d’eux, jusqu’à obtenir un attachement bipolaire correct.
Comment fonctionne le point de contrôle du fuseau ?
C’est le dernier point de contrôle du cycle. Il vérifie que tous les chromosomes sont attachés de façon bipolaire avant de lancer l’anaphase. Tant qu’un chromosome reste mal attaché (monopolaire), un signal inhibiteur bloque l’APC et la cellule reste en métaphase.
Que fait l’APC à la transition métaphase/anaphase ?
L’APC est une ubiquitine-ligase (comme le SCF, mais qui reconnaît des protéines non phosphorylées). Lorsque l’attachement est bipolaire, l’APC ubiquitine la sécurine et la cycline B, qui sont dégradées par le protéasome : la cycline B chute et la cohésine est clivée, déclenchant l’anaphase.
🚀 Pour aller plus loin
Le feu vert est donné : les chromatides se séparent. Place à l’anaphase et à la fin de la mitose.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.