Au cours de la division cellulaire, une ségrégation précise des chromosomes nécessite la régulation dynamique des attaches des microtubules aux kinétochores, des complexes protéiques qui s'assemblent au niveau des centromères des chromosomes. Les microtubules sont de longs polymères cylindriques de sous-unités de tubuline qui jouent un rôle crucial dans divers processus cellulaires, notamment la ségrégation des chromosomes. Pour assurer une bonne ségrégation des chromosomes, les microtubules doivent subir des cycles d'attachement et de détachement aux kinétochores.

Examinons les mécanismes par lesquels les microtubules lâchent leurs attaches lors de la division cellulaire :

1. Phosphorylation mitotique :

- Lorsque les cellules entrent en mitose, des kinases spécifiques, telles que la kinase Aurora B, sont activées.

- Aurora B kinase phosphoryle divers composants du kinétochore et des protéines de liaison aux microtubules à proximité.

- La phosphorylation affaiblit les interactions entre les microtubules et les kinétochores, favorisant le détachement des microtubules.

2. Déstabilisation des extrémités des microtubules Plus :

- Les extrémités positives des microtubules sont dynamiques et subissent une polymérisation et une dépolymérisation.

- Lors de la division cellulaire, certaines protéines, comme les protéines motrices kinésine-13, s'accumulent au niveau des kinétochores.

- Les moteurs Kinésine-13 déstabilisent les extrémités du microtubule, entraînant une catastrophe, un démontage rapide du microtubule.

- La catastrophe provoque le raccourcissement et le détachement des microtubules des kinétochores.

3. Rupture des microtubules :

- Dans certains cas, les microtubules peuvent être sectionnés ou brisés pour libérer leurs attaches aux kinétochores.

- Des enzymes spécialisées appelées enzymes de séparation des microtubules, telles que la katanine et la spastine, peuvent cliver les microtubules.

- La section des microtubules conduit à la génération d'extrémités de microtubules libres, qui peuvent ensuite subir une dépolymérisation ou se rattacher à différents kinétochores.

4. Flux vers les pôles :

- Pendant l'anaphase, les chromatides sœurs séparées sont tirées vers les pôles opposés du fuseau.

- Les microtubules qui se sont détachés d'un kinétochore peuvent subir un flux vers les pôles, glissant le long des fibres du fuseau vers les pôles du fuseau.

- Le flux vers les pôles est piloté par des protéines motrices, telles que la dynéine et la kinésine, qui se déplacent le long des microtubules.

- En libérant leurs attaches aux kinétochores, les microtubules subissent des réarrangements dynamiques pour permettre une bonne ségrégation des chromosomes lors de la division cellulaire. Une régulation précise de ces mécanismes de détachement est cruciale pour garantir la fidélité et l’exactitude de la division cellulaire. La dérégulation des attaches des microtubules peut entraîner un désalignement des chromosomes et une aneuploïdie, associées à divers troubles et maladies génétiques.