Fuseau mitotique
Le fuseau mitotique est un assemblage dynamique de microtubules et de protéines qui organise la séparation des chromosomes pendant la mitose. Il capture les chromosomes dupliqués, participe à leur alignement puis dirige les chromatides sœurs vers deux pôles opposés. Cette organisation contribue à transmettre un ensemble chromosomique complet à chacune des cellules filles.
Construire deux pôles
Les microtubules sont des filaments dont les extrémités peuvent croître ou raccourcir. Leur assemblage, leur renouvellement et leur déplacement par des moteurs moléculaires produisent une structure qui se réorganise pendant toute la division. Le fuseau n’est donc pas une charpente fixe tirant simplement les chromosomes.
Dans de nombreuses cellules animales, les centrosomes contribuent à organiser les pôles. D’autres mécanismes permettent toutefois de former un fuseau sans centrosomes, notamment dans certains types cellulaires. La présence de deux pôles fonctionnels résulte de l’organisation collective des microtubules et des protéines associées, et non d’un unique mode d’assemblage universel.
Attachement et séparation
Les microtubules kinétochoriens s’attachent aux kinétochores, complexes protéiques assemblés au niveau des centromères. Les deux chromatides sœurs doivent établir une orientation permettant leur séparation vers des pôles opposés. D’autres microtubules se chevauchent au centre du fuseau ou interagissent avec le cortex, la périphérie de la cellule.
Les moteurs moléculaires et les variations de longueur des microtubules participent au déplacement des chromosomes. Les forces exercées doivent être coordonnées avec la stabilité des attaches. Des mécanismes de correction limitent la persistance d’orientations incorrectes.
Le point de contrôle du fuseau retarde l’entrée en anaphase lorsque des kinétochores ne sont pas correctement attachés. Il réduit le risque d’erreur sans garantir une ségrégation parfaite dans toutes les situations. Une erreur non corrigée peut produire une aneuploïdie, c’est-à-dire un nombre anormal de chromosomes, et un fuseau multipolaire peut répartir le matériel génétique entre plusieurs ensembles.
Limites du terme
Le fuseau mitotique se distingue du fuseau méiotique, qui intervient lors de la formation des gamètes et répond à une organisation chromosomique différente. Il ne se confond pas non plus avec l’anneau d’actomyosine responsable de la séparation physique des cellules lors de la cytocinèse.
Après la ségrégation, une partie des microtubules est démontée et une autre participe aux structures centrales de fin de division. L’expression « fuseau mitotique » désigne donc un appareil transitoire lié à une phase du cycle cellulaire, plutôt qu’un organite permanent.