chromosomique

Cycle cellulaire:
Interphase et divisions
GLBE102
Définitions
o Toutes les cellules se divisent par mitose
pour donner deux cellules filles identiques
entre elles et à la cellule mère.
 REPRODUCTION CONFORME
o Le cycle cellulaire correspond à la vie
d’1 cellule depuis sa formation, par
division de la cellule mère, jusqu’au
moment où cette cellule a fini de se
diviser en 2 cellules filles
 Il comprend l'interphase et la mitose.
o L'interphase est la plus longue période.
 Elle comprend 3 sous-phases: G1, S et G2
(G: initiale de gap, intervalle)
(P75)
Régulation de l’entrée en phases S et M
Mitosis Promoting Factor
Mitose
Cycline B
(P75)
Cdk
Cycline G
Start Promoting Factor
Phase S
• Un facteur cyto. déclencheur de S: le SPF (start
promoting factor), Cdk/CyclineG.
• Un facteur cyto. Déclencheur de M: le MPF
(mitosis promoting factor), Cdk/CyclineB.
o Facteurs de croissance, des cytokines, un taux de
nutriments suffisant, etc
Evolution de la quantité d’ADN
par cellule
G2 P
G1
S
T G1
(P75)
Phase G1
•
Après M, la cellule peut entrer en:
1. Phase G1 pour un nouveau cycle de
division: S, G2, M (automatique)
2. Phase de vie puis de mort
3. Phase de différentiation: G0
•
•
•
Durée: 1h à 1 an!
Chaque chromosome est sous
forme d’ADN de chromatine
Phase de synthèse métabolique
préparatoire à S
Phase S: Réplication
• Phase de REPLICATION de l’ADN parental
• Il existe plusieurs séquences ORI par chro. linéaire à
partir desquelles la réplication progresse ds les 2 sens
• Les ADN circulaires possèdent une seule ORI
Mécanisme de la réplication
• L’ADN Pol polymérise dans le sens 5’-3’
et fonctionne en continue le long du brin
3’-5’, en discontinue et à reculons, le long
du brin 5’-3’: «fragments d’Okazaki»
(P76)
Mode semi-conservatif
ADN Topoisomérase
(FIG 3.5)
Fourche de réplication d’ADN modèle d’Okazaki
La synthèse de l’ADN
• dXTP + (ADN)n = (ADN)n+1 + PPi
• Le brin néo-synthétisé est
complémentaire du brin matrice:
ATATATACG
TATATATGC
• La quantité d’ADN double,
l’ensemble des gènes sont présents à
l’identique en deux exemplaires dans
le noyau avant mitose.
Phase G2
• Débute dès que la réplication est achevée
• Dure 4 à 5 heures
• Préparation de la mitose:
– Facteurs de condensation
– Phosphorylation des histones H1
– Accumulation de MPF jusqu’au seuil
déclencheur
– Dédoublement des centrioles (COM)
Prophase, Métaphase, Anaphase, Télophase
Vue d’ensemble
(P79)
Prophase
1. Apparition des chromosomes
2. Mise en place du fuseau de division
3. Rupture enveloppe nucléaire (Fin)
Compactage de l’ADN
Prophase
Chromatine
MET: X 250.000
(P51)
Télomère
Chromosome en
métaphase au
microscope
électronique à
transmission
traitée en fausses
couleurs (x 17000)
Centromère
(P77)
2 chromatides
Métaphase
1. Les Kinétochores fonctionnent: COM chromo.
2. Polymérisation des microtubules achromatique
3. Migration équatoriale des chromosomes
Microtubule
astral
Microtubule
kinétochorien
Microtubule
polaire
Anaphase
1. Rupture des centromères
2. Migration polaire des chromatides
3. Allongement du fuseau de division
Mobilité des chromatides:
- Raccourcissement
des microtubules
kinétochoriens
- Glissement des kinésines
Télophase ou cytodiérèse
1. Débute par la fin de la caryocinèse (fin anaphase)
2. Décondensation chromatine, re-formation de
L’enveloppe nucléaire
3. Dépolymérisation du fuseau
4. Chez les animaux, formation d’un anneau
contractile de microfilaments d’actine qui par
étranglement forme un sillon de division du
Cytoplasme.
4’. Chez les végétaux, formation d’un
Phragmoplaste médian sans étranglement.
Télophase (suite)
La Méiose
Ce qu’il faut savoir
o Une cellule somatique diploïde contient 1
version de chromosomes paternels et 1
version de chromosomes maternels. Les
chromosomes homologues indépendants
portent des gènes allèles, versions d’un
même gène.
• Les cellules germinales haploides
contiennent une seule version de chaque
chromosome: paternel ou maternel.
Comment se produit cette réduction de
chromosome?
o Avant que les homologues ne s'apparient,
chacun d'eux se réplique (phase S) en
deux chromatides sœurs.
o L’appariement des chromosomes
homologues est particulier à la méiose.
o Chaque bivalent d’homologues
dupliqués et appariés forme une tétrade
à quatre chromatides.
o L'appariement permet des échanges de
fragments de chromatides homologues à
l’origine d’une recombinaison intrachromosomique des allèles.
suite
o A la Métaphase, les bivalents se
positionnent sur le plan équatorial du fuseau
de division en positionnant aléatoirement les
chromosomes paternels ou maternels. C’est
la recombinaison inter-chromosomique
des allèles.
2n combinaisons de lots de chromosomes
homologues!
o A l’Anaphase les bivalents se séparent et
chaque cellule fille reçoit un chromosome
homologue à deux chromatides
éventuellement recombinées et donc
différentes ...
o La 2ème division de méiose intervient
sans phase S préalable et rétablit des
chromosomes à une chromatide
 La méiose est une machine à faire du
différent!
Le film
Evolution de la quantité
d’ADN par cellule
Vue d’ensemble de la
prophase
Leptotène
Pachytène
Diacynèse
Zygotène
Diplotène
Recombinaison intrachromosomique
Pachytène
o Il y a en moyenne 2 à 3 échanges de
chromatides sur chaque paire de
chromosomes
o Les échanges sont visibles
cytologiquement en prophase I où ils
se font au niveau d'enjambements
de chromatides homologues appelés
chiasma ou crossing-over.
Le complexe
synaptonémal
o Leptotène, zygotène, pachytène, diplotène
et diacinèse
o Zygotène: début de l’appariement, lorsque
le complexe synaptonémal se développe
entre les deux jeux de chromatides sœurs
o Pachytène: appariement achevé, qq jours,
o Diplotène: désappariement, au cours duquel
on peut observer les chiasmas.
Nodule de
recombinaison (Film*)
• Le complexe synaptonémal
n’intervient pas directement dans les
échanges de chromatides
o Se font par l'intermédiaire des
nodules de recombinaison, très
gros assemblages protéiques d’un
diamètre d'environ 90 nm. C’est un
complexe enzymatique de
recombinaison de l’ADN.
o Phénomène de recombinaison
homologue = échange entre brins
d’ADN homologues (ssi!)
o Ils se positionnent sur le complexe
synaptonémal en nombre égal aux
chiasmas succédant
La recombinaison
inter-chromosomique
Métaphase/Anaphase
La dynamique des
chromosomes