CHAP 9: La multiplication de l`ADN 9.1 La multiplication cellulaire (à
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CHAP 9: La multiplication de l'ADN 9.1 La multiplication cellulaire (à suivre TP/TD à rendre) Lors de la multiplication cellulaire, ce sont tous les constituants de la cellule qui sont multipliés par deux. Les deux cellules filles étant en principe rigoureusement identiques à la cellule mère, la quantité d'ADN donc, est elle aussi multipliée par deux. Un cycle cellulaire comprend deux étapes: L'interphase La mitose STEBER-SVT.1 L'interphase: C'est l'étape la plus longue du cycle cellulaire, elle comprend trois phases G1, S et G2. La mitose bien qu'elle soit la plus courte se décompose en quatre phases, la prophase, l'anaphase, la métaphase et la télophase. Lors de l'interphase, la molécule d'ADN est sous forme décondensée; C'est-àdire sous forme d'un long filament constitué de deux chaînes de nucléotides complémentaires. Phase G1 Phase S STEBER-SVT.2 Phase G2 Représentez l'aspect des chaînes d'ADN en fonction des phases de l'interphase. Aspect du noyau (schéma) INTERPHASE Phase du cycle cellulaire STEBER-SVT.3 Aspect de l'ADN décondensé Quantité d'ADN (unité arbitraire) La mitose C'est l'étape la courte du cycle cellulaire, elle comprend quatre phases; La prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase. A l'issu de cette étape la multiplication cellulaire est terminée. Chacune des cellules néoformées peut à son tour suivre un autre cycle cellulaire ou rentrée en quiescence ou se spécialisée. Prophase: La prophase est une phase d'organisation. La membrane cytoplasmique de la cellule modifie sa perméabilité, les échanges diminuent, le noyau et le cytoplasme subissent tous deux des changements. Les fibres de chromatine se condensent en spirale pour former des chromosomes visibles au microscope photonique. Chaque chromosome dupliqué prend la forme de deux chromatides sœurs identiques réunies par le centromère qui joue un rôle important dans la ségrégation des chromosomes. Le deuxième organite important de la prophase est le centrosome. Chaque centrosome comprend deux centrioles. Comme pour les chromosomes, le centrosome s'est dupliqué avant le début de la prophase. Durant la prophase, le centrosome qui contient alors 4 centrioles se divise en deux et chacun des deux centrosomes migre vers un pôle de la cellule. Le cytosquelette de microtubules se réorganise pour former le fuseau mitotique, structure bipolaire qui s'étend entre les deux centrosomes mais reste à l'extérieur du noyau. Par la croissance des microtubules, le fuseau mitotique s'allonge, ce qui étire le noyau cellulaire. L´enveloppe nucléaire se fragmente. Les microtubules du fuseau peuvent alors se fixer aux chromosomes par le centromère. Métaphase Petit à petit chaque chromosome voit chacune de ses chromatides reliées à un pôle par l'intermédiaire des microtubules. Ceux-ci exerçant des tensions, les chromosomes ont alors des mouvements agités. Au cours de la métaphase proprement dite, l'enveloppe nucléaire est entièrement détruite et les chromosomes condensés sont rassemblés à l'équateur de la cellule pour former la plaque équatoriale. Les tensions subies par chacun des kinétochores d'un chromosome s'équilibrent progressivement et ceux-ci s'alignent dans un plan situé à mi-chemin des deux pôles. On observe que les chromosomes sont alignés selon leur centromère. Étant donné sa forme, l´ensemble formé par les microtubules polaires et par les microtubules reliés aux chromosomes s´appelle fuseau achromatique (car dépourvu de couleur). Anaphase L´anaphase est une phase très rapide de la mitose commençant quand le centromère dédoublé de chaque chromosome se sépare en deux, libérant ainsi les chromatides soeurs. Chaque chromatide devient dès cet instant un chromosome à part entière, conduit par le fuseau vers les pôles de la cellule. STEBER-SVT.4 Cette séparation des chromatides soeurs s'effectue suite à un signal cellulaire spécifique correspondant entre autres à une augmentation d'un facteur 10 de la concentration en calcium intracellulaire Les chromosomes sont alors attirés vers les pôles, via leur centromère, par contraction des microtubules kinétochoriens résultant de leur dépolymérisation. Les kinétochores permettent donc non seulement d'arrimer les chromatides au microtubule, mais aussi de transporter les chromosomes le long des microtubules .Ces derniers migrent rapidement, à une vitesse d'environ 1 µm/min. Les mitochondries se concentrent au niveau de la plaque équatoriale et fournissent l'énergie nécessaire au processus de migration. À la fin de l´anaphase, les deux pôles possèdent des jeux équivalents et complets de chromosomes. Télophase et cytodiérèse Pendant la télophase, les microtubules polaires allongent encore la cellule, et les noyaux fils commencent à se former aux pôles. Les enveloppes nucléaires se constituent à partir des fragments de l´enveloppe nucléaire de la cellule mère et de portions de membrane fournies par le réticulum endoplasmique. Les nucléoles réapparaissent, chaque chromosome perd son organisation spatiale compacte et redevient la chromatine initiale. Les mitochondries, ainsi que les nombreux autres organites se répartissent dans les 2 cellules filles. La mitose, c´est-à-dire la division d´un noyau en deux noyaux génétiquement identiques, vient de se terminer. La cytodiérèse, ou division du cytoplasme, agit rapidement après la mitose pour générer deux cellules filles distinctes. Durant cette période, le sillon de division se forme dans un plan perpendiculaire à l'axe du fuseau mitotique et sépare la cellule en deux. Le clivage est dû à un anneau contractile. Dans les cellules animales, cette constriction se fait de manière centripète par étranglement. Le sillon de division se resserre jusqu'à former un corps intermédiaire, formant un passage étroit entre les deux cellules filles et qui contient le reste du fuseau mitotique. Celui-ci finira par disparaître entièrement, les deux cellules filles complètes se sépareront complètement et l'enveloppe nucléaire et les nucléoles finiront de se reconstituer. Remarque: Chez la cellule végétale, la cytodiérèse est différente de par la présence d'une paroi rigide. Elle se réalise par la construction d'une nouvelle paroi, le phragmoplaste appelé plus simplement corps intermédiaire entre les deux cellules filles. Cette nouvelle paroi se développe de manière centrifuge et se raccorde à la paroi préexistante de la cellule mère. Exercice d'application: A partir d'une cellule mère à 2n=6, réalisez un cycle cellulaire complet (interphase et mitose) Ne représentez que le noyau, l'ADN et les chromosomes. Nommez chaque étape du cycle cellulaire. STEBER-SVT.5
