Mitose

Biologie 122

La division cellulaire

• Théorie cellulaire• Comment s’applique-t-elle pour les :

– Organismes unicellulaires?– Organismes multicellulaires?

• Quelle est son importance?– Régénération des tissus– Reproduction des organismes

Le cycle cellulaire

• Qu’est-ce qu’est le cycle cellulaire?– Le cycle cellulaire est une série d’événements que

les cellules vivent à mesure qu’ils grandissent et qu’ils se divisent.

– Tous les organismes ont un cycle de vie spécifique.

– Voire figure 5.3, p.153

p.152

Les 2 phases principaux du cycle de vie• Le cycle cellulaire peut être divisé en deux

phases principaux :– l’interphase, où la cellule dépense 90 % de son

temps– et le phase M, où la cellule dépense 10 % de son

temps.

p.152

L’interphase

• La cellule grandit et réplique ses chromosomes en complétant les phases suivants :– Phase G1 (premier écart) : croissance de la cellule– Phase S (synthèse) : réplication de l’ADN– Phase G2 (deuxième écart) : préparation pour la

mitose

p.152

Le phase M• Phase M (mitotique) : division du noyau de la

cellule et du cytoplasme–Mitose : division du noyau de la cellule; La mitose est

conventionnellement divisée en cinq stades :1 – Prophase2 – Prométaphase3 – Métaphase4 – Anaphase5 – Télophase

– Cytocinèse : division du cytoplasme de la cellule

Alors,…

Quelle est la différence entre le terme « mitose » et « division cellulaire »?

Les rôles principaux de la division cellulaire

• La continuité de la vie est basée sur la reproduction des cellules, ou division cellulaire. Les rôles principaux de la division cellulaire incluent :– Reproduction des organismes unicellulaires – Croissance et développement – Renouvellement de tissus

La division cellulaire : des cellules génétiquement identiques

• La division cellulaire implique la distribution du matériel génétique identique, l’ADN, aux deux cellules filles.

• Une cellule qui se divise fait la duplication de l’ADN, et place les deux copies dans deux côtés opposés de la cellule, et seulement en ce temps que la cellule se divise en deux cellules filles.

L’organisation du matériel cellulaire

• L’appartenance de l’ADN dans une cellule est nommée son génome.

• Un génome procaryote consiste souvent d’une seule longue molécule d’ADN, tandis que le génome eucaryote consiste habituellement d’un nombre de molécules d’ADN.

• Avant qu’une cellule puisse se diviser, tout l’ADN doit être copiée et les deux copies doivent être séparées de sorte que chaque cellule fille finisse avec un génome complet.

…• Une cellule humaine typique possède 2

mètres d’ADN, une longueur 25 000 fois plus grande que le diamètre de la cellule.

• La distribution et la réplication de tellement beaucoup d’ADN est gérable parce que les molécules d’ADN sont emballés dans des chromosomes.

• Chaque espèce eucaryote possède un nombre caractéristique de chromosomes dans chaque noyau, dans chaque cellule.

Chromatine : un mélange d’ADN et de

protéines

Quantité de chromosomes prédéterminée

• Le noyau des cellules humaines somatiques (ou diploïdes, i.e. toutes les cellules du corps sauf celles sexuelles) contient 46 chromosomes composés en 23 paires.

• Un chromosome de chaque paire est héritée de chaque parent.

• Les cellules sexuelles, ou gamètes, ont la moitié du nombre de chromosomes que celles somatiques : un ensemble de 23 chromosomes chez les humains.

Structure d’un chromosome

• Les chromosomes eucaryotes sont composés de chromatine.

• Chaque chromosome contient une très longue molécule d’ADN qui porte plusieurs centaines ou milliers gènes (les unités qui spécifient les traits hérités d’un organisme).

• Les protéines associées :– Maintiennent la structure du

chromosome– Aide à contrôler l’activité des

gènes.

Distribution des chromosomes durant la division cellulaire

• Lorsqu’une cellule ne se divise pas, et même lorsqu’elle est en train de dupliquer son ADN en préparation pour la division cellulaire, chaque chromosome est dans la forme d’un fibre, long et mince, de chromatine.

• Cependant, après la duplication de l’ADN, les chromosomes condensent. Chaque fibre de chromatine devient très dense, enroulée et pliée, de sorte que chaque chromosome soit plus court et plus épais.

• Ceci nous permet de les voir même dans les microscopes optiques.

…• Chaque chromosome dupliqué

a deux chromatides sœurs. Les deux chromatides, chacun contenant une molécule d’ADN identique, sont initialement attachés par des protéines adhésives tout au long de leur longueur.

• Dans sa forme condensée, le chromosome dupliqué possède une région étroite et spécialisée nommée le centromère, où les deux chromatides sont connectés le plus proche.

…• Plus tard dans le processus de

la division cellulaire, chacun des chromatides sœurs se séparent et se déplacent dans deux nouveaux noyaux, un dans chaque côté de la cellule. Une fois que les chromatides sœurs se séparent, ils sont considérés des chromosomes identiques.

• Ainsi, chaque nouveau noyau reçoit un groupe de chromosomes identiques au groupe dans la cellule parent.

Pause mentale

• Dans le manuel rouge :p. 155 # 1 à 4

Mitose de la cellule animale

• La mitose d’une cellule animale inclut les stades suivants (la cellule étant préparée lors du phase G2 de l’interphase):– Prophase– Prométaphase– Métaphase– Anaphase– Télophase

G2 de l’interphase(préparation pour la mitose)

• Une enveloppe nucléaire forme le contour du noyau.

• Le noyau contient un nucléole ou plus.• 2 centrosomes sont formés par réplication d’un

seul centrosome.• Dans les cellules animales, chaque centrosome

possède deux centrioles.• Les chromosomes, dupliqués lors du phase S, ne

peuvent pas être observés parce qu’ils ne sont pas encore condensés.

Les centrosomes sont répliqués lors la phase

G2

Prophase• Les fibres de chromatine deviennent de plus en plus

enroulés, se condensant en des chromosomes discrets observables avec un microscope optique.

• Le nucléole disparait, la membrane nucléaire n’est plus distincte.

• Chaque chromosome dupliqué apparait comme deux chromatides sœurs identiques, attachées ensemble.

• Les microtubules mitotiques provenant des centrioles forment un fuseau mitotique.

• Les centrosomes s’éloignent l’un de l’autre, à cause semble-t-il que les microtubules qui rallongent se poussent un contre l’autre.

Prométaphase• Les microtubules du fuseau peuvent maintenant

envahir la région nucléaire et interagir avec les chromosomes, qui sont devenus encore plus condensés.

• Les microtubules s’étendent de chaque centriole vers le milieu de la cellule.

• Chacun des deux chromatides d’un chromosome contient maintenant un kinétochore, une protéine spécialisée localisée au centromère.

• Certains des microtubules s’attachent aux kinétochores, devenant des microtubules kinétochoriens. Ceux-ci bougent brusquement les chromosomes.

• Les microtubules non-kinétochoriques interagissent avec ceux du pôle opposé du fuseau.

Métaphase

• Les centrosomes sont aux pôles opposés de la cellule.

• Les chromosomes s’assemblent dans le plan équatorial (au milieu des deux pôles du fuseau). Les centromères des chromosomes se reposent sur le plan équatorial.

• Pour chaque chromosome, les protéines kinétochores des chromatides sœurs sont attachées aux microtubules kinétochoriques provenant des pôles opposés.

Anaphase• L’anaphase commence lorsque les deux chromatides

sœurs de chaque paire se séparent soudainement. Chaque chromatide devient un chromosome complet.

• Les deux chromosomes libérés commencent à se déplacer vers les pôles opposés de la cellule, comme les microtubules kinétochoriques rapetissent.

• Puisque ces microtubules sont attachés dans la région du centromère, les chromosomes se déplacent avec le centromère vers l’avant.

• La cellule s’allonge à mesure que les microtubules non-kinétochoriques agrandissent.

• Par la fin de l’anaphase, les deux pôles de la cellule ont chacun une collection complète et équivalente de chromosomes.

Télophase

• Deux noyaux filles commencent à se former dans les cellules.

• Des enveloppes nucléaires se forment.• Les chromosomes deviennent moins

condensés.• La mitose est maintenant complète.

Cytocynèse

• La division du cytoplasme est habituellement déjà commencée par la fin du télophase, de sorte que les deux cellules filles apparaissent plus vite après la fin de la mitose.

• Dans les cellules animales, la cytocinèse inclut la formation d’un septum, ce qui pince la cellule en deux.

Bref, la mitose de la cellule animale.

Mitose de la cellule végétale

• Ne forment pas de septum. Plutôt, des vésicules forment au plan équatorial (phragmosome) qui vont éventuellement développer en paroi cellulaire.

• N’ont pas de centrioles.• Alors, comment les cellules végétales

forment-elles le fuseau mitotique?• http://www.plantcell.org/content/20/10/2544.full

Cytocinèse dans une cellule animale, végétaleFuseau mitotique : cellule animale