1 Divisions cellulaires

On appelle patrimoine génétique l’ensemble du matériel génétique, c’est-à-dire de l’ADN, que l’on va trouver dans le noyau de toutes les cellules d’un individu. Nous allons voir dans cette leçon comment le patrimoine génétique est transmis lors de la division cellulaire, puis nous verrons comment s’effectue la réplication de l’ADN, étape nécessaire avant toute division si l’on veut conserver l’intégralité du patrimoine de chaque cellule fille. Nous verrons ensuite que les mutations de l’ADN sont à l’origine de la variabilité génétique et que l’étude de notre génome actuel nous permet de retracer notre histoire évolutive. Nous verrons comment s’exprime notre patrimoine génétique et enfin nous nous intéresserons à une catégorie de protéines résultant de l’expression de ce patrimoine, les enzymes, qui sont des biomolécules aux propriétés catalytiques.

Il existe des organismes eucaryotes unicellulaires, c’est-à-dire constitués d’une seule cellule, et des organismes eucaryotes pluricellulaires c’est-à-dire constitués de plusieurs cellules. Chaque organisme pluricellulaire provient de divisions successives d’une cellule-œuf unique résultant de la fécondation de la cellule reproductrice femelle (ovule) par la cellule reproductrice mâle (spermatozoïde).

I Structure de la cellule et matériel génétique

Les cellules eucaryotes possèdent toutes une organisation générale commune: elles ont toutes une membrane plasmique (doublée d’une paroi chez les végétaux), un cytoplasme et un noyau, qui contient l’information génétique. Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyau.

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©RS.2018

La cellule est donc l’unité structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou une partie d’un être vivant.

L’ADN est le support de l’information génétique. Une portion d’ADN ou « gène » contient une information qui est responsable d’un caractère. L’ADN est décondensé (déroulé) dans le noyau de la cellule pour que celle-ci puisse le lire et l’utiliser. Cependant à l’approche d’une division cellulaire, l’ADN va se condenser et former des pelotes appelées chromosomes. Les chromosomes sont doubles justes avant la division mais apparaissent simples en fin de division. Un chromosome double est constitué de deux brins d’ADN identiques suite à un épisode de duplication précédant la division.

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Lors de la division cellulaire les deux chromatides identiques d’un chromosome double vont être séparées puis distribuées à chacune des 2 cellules-filles. Ainsi chaque cellule-fille récupère un exemplaire de chaque sorte de chromosomes : son caryotype est alors complet et elle peut fonctionner correctement. On dit que cette cellule est diploïde c'est-à-dire qu’elle possède 2n chromosomes avec « n » le nombre de sortes de chromosomes différents qui existent. Cette division cellulaire est appelée mitose.

LES PHASES DE LA MITOSE

Schémas d’interprétation avec 2n = 4 chromosomes	Description des phases
$C:\Users\Lili\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\mitose (2).jpg$	PROPHASE : Elle est caractérisée par la condensation du matériel génétique en chromosomes à deux chromatides. Entre les deux pôles de la cellule apparaît un fuseau mitotique, constitué essentiellement de fibres ou microtubules. La membrane nucléaire est visible.
$C:\Users\Lili\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\mitose (3).jpg$	METAPHASE : L’enveloppe nucléaire s’est fragmentée puis a disparu. Les chromosomes sont à 2 chromatides. Ils s’attachent alors par leur centromère aux microtubules du fuseau mitotique. Ces derniers rassemblent les chromosomes à l’équateur de la cellule formant la plaque équatoriale (à mi-chemin entre les deux pôles de la cellule).
$C:\Users\Lili\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\mitose (4).jpg$	ANAPHASE : Les deux chromatides constituant chaque chromosome vont se séparer. En effet, les microtubules se raccourcissent, tirent chaque chromatide vers l’un des pôles de la cellule. On obtient donc deux lots identiques de chromosomes à une chromatide, l’un à chaque pôle de la cellule.
	TELOPHASE : Le fuseau mitotique disparaît. Une nouvelle enveloppe nucléaire se forme alors autour de chaque lot de chromosomes à une chromatide. Les deux lots de chromosomes se décondensent pour retrouver leur aspect interphasique (chromatine). La télophase se termine par la mise en place de deux nouvelles membranes cellulaires, une pour chaque cellule fille, ce qui divise le cytoplasme en deux parties égales: c’est la cytodiérèse.

Phrase mnémotechnique pour retenir l’ordre des phases de la mitose :

Pour Mon Amour Toujours

Pour Mon Ami Théophile

Papa Maman À Table

Pro Méta Ana Télo

©RS.2019

Il existe une division subie par les cellules germinales et qui sera à l’origine de la production des gamètes : c’est la méiose. Cette division particulière se déroule en deux temps :

une division réductionnelle qui consiste à réduire le nombre de chromosomes en séparant les chromosomes d’une même paire : chaque cellule fille ne reçoit qu’un seul chromosome (double) de chaque sorte (paire).
une division équationnelle qui consiste à séparer les chromatides des chromosomes doubles : chacune des 2 cellules-filles va séparer les chromatides de chacun des 23 chromosomes doubles qu’elle a reçus de la première division ce qui veut dire qu’au final on obtient 4 cellules avec chacune un chromosome simple de chaque sorte.

Dans ce cas les gamètes formés ne reçoivent donc que la moitié du patrimoine génétique afin de rétablir le caryotype lors de la fécondation. Les gamètes ne possèdent donc pas 2n chromosomes mais n chromosomes : on les dit haploïdes.

Étapes de la méiose pour une cellule avec 2 paires de chromosomes doubles:

©RS.2016

Un spermatozoïde possède 23 chromosomes, un de chaque paire. Il possède soit le chromosome sexuel X soit le chromosome sexuel Y. Voici les étapes de la formation des spermatozoïdes. Seules les principales étapes sont représentées et pour seulement deux paires de chromosomes dont la paire de chromosomes sexuels.

©RS.2017

Un ovule possède 23 chromosomes, un de chaque paire. Il possède forcément le chromosome sexuel X car la cellule de départ possédait deux chromosomes sexuels X.

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©RS.2018

Dans le cycle de vie des organismes eucaryotes il y a donc une alternance d’une phase diploïde et d’une phase haploïde.

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©RS.2017

Les divisions cellulaires des eucaryotes -SVT - LA VIE 1ère spé #1 - Mathrix

Date de dernière mise à jour : 22/05/2021