S. pombe, organisme modèle et modèle pédagogique. Cycle cellulaire


Mai 2002	Morphologie et cycle cellulaire

Morphologie
Particularités biologiques
Le cycle cellulaire de S. pombe


Morphologie
Les cellules de cette levure, facilement observables au microscope optique en suspension dans une goutte d’eau, ont une forme cylindrique avec des extrémités arrondies. Les cellules haploïdes mesurent de 3 à 4 µm de large sur 6 à 15 µm de long selon la période du cycle cellulaire. Les cellules diploïdes ont des dimensions de 4 à 5 µm sur 10 à 25 µm. En poids sec, 1 à 2 milliards de cellules représentent 0,5 g. La forme caractéristique en bâtonnet des cellules de S. pombe est reconnaissable sur la photo ci-contre montrant des cellules haploïdes de cette levure placées dans une chambre de numération Kova. Les traits de grille dont l’épaisseur moyenne est de 15 µm permettent de constater que les plus grandes cellules mesurent quelque 15 µm et les plus petites 6 µm.	Cellules de S. pombe (observation vitale, x 600)
Particularités biologiques
S. pombe est appelée aussi levure fissipare. En effet, contrairement à S. cerevisiae, elle ne se multiplie pas par bourgeonnement mais par fission transversale comme on peut l’observer sur le cliché ci-contre montrant des cellules de S. pombe colorées par le bleu de méthylène et photographiées au microscope à différents stades du cycle cellulaire. Les cycles végétatifs sont en général haploïdes mais, dans certaines conditions, notamment lorsque les conditions nutritives deviennent défavorables, deux cellules peuvent fusionner si elles présentent les types sexuels opposés h+ et h-, ce qui aboutit à un zygote susceptible de donner un cycle végétatif diploïde. Les cellules diploïdes peuvent aussi subir la méiose et donner quatre ascospores à l’origine de nouvelles cellules haploïdes. Le schéma ci-dessous résume ce cycle biologique.	Cellules de S. pombe (bleu de méthylène, x 600)
Cycle biologique de S. pombe
Le cycle cellulaire de S. pombe
Le cycle cellulaire de S. pombe est quelque peu atypique parmi les eucaryotes bien qu’il présente aussi une interphase, divisée en phase G1 (très brève chez cette levure), phase S et phase G2, suivie de la division (phase M : mitose) aboutissant à deux cellules filles. Les cellules de S. pombe grandissent progressivement au cours du cycle cellulaire et présentent une taille déterminée selon la phase à laquelle elles se trouvent. Lorsque la paroi transversale s’est formée et que les cellules filles mesurent 6 à 7 µm, elles ont déjà terminé la phase S de l’interphase et sont entrées en phase G2, la plus longue du cycle chez S. pombe (voir diagramme ci-après). Le noyau contient dès lors une quantité d’ADN égale à 67,6 fg (33,8 fg avant la phase S). La croissance de la cellule commence du côté opposé à la paroi néoformée et se poursuit jusqu’à atteindre une taille de quelque 9 µm atteinte environ au 1/3 du cycle. À ce stade, appelé en anglais NETO (New end take off : démarrage de l’extrémité nouvelle) la croissance reprend aussi du côté opposé. Lorsque la cellule atteint 10-12 µm, elle entre en phase M mais l’enveloppe nucléaire ne se désagrège pas, contrairement à ce que l’on observe chez les organismes pluricellulaires. Un fuseau de division se forme et les noyaux fils se séparent. La cellule passe alors brièvement en phase G1 tandis qu’une paroi transversale se forme au centre de la cellule mère qui atteint alors une taille de 12-14 µm. La phase S démarre immédiatement tandis que les cellules filles qui mesurent 6-7 µm se séparent. La durée moyenne du cycle cellulaire est d’environ 3 h. Le cycle de la levure S. pombe présente donc quelques caractéristiques originales par rapport aux cycles habituellement observés chez les autres cellules eucaryotes : phase G1 très courte, phase G2 très longue, séparation des cellules en phase S et non en fin de phase M, maintien de l’enveloppe nucléaire pendant la division. Ces données permettent de mettre en parallèle les phase du cycle cellulaire et la dimension des cellules selon le diagramme ci-dessous.
*Cycle cellulaire de S. pombe* et taille des cellules**

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Didier Pol © 2002
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