cycle cellulaire

3
PRESENTATION DU CYCLE CELLULAIRE
Objectifs :
•
à partir de documents, mettre en évidence les différents états du chromosome au cours du cycle cellulaire.
Caractériser les différentes phases du cycle cellulaire. Souligner l'importance de ce cycle dans le
renouvellement cellulaire. Mentionner l'existence d'un contrôle.
I. Le cycle cellulaire
1. notre histoire
Au début de notre vie, nous sommes constitués d'une unique et première cellule, diploïde et
contenant 46 chromosomes.
Très vite cette cellule se divise par mitose pour donner naissance à 2 cellules. Chacune se divise
encore en 2. On obtient alors 4 cellules, qui chacune, vont se diviser encore et encore jusqu'à
donner un adulte qui contient des millions de milliards de cellules.
Chacune de nos cellules contient le même matériel génétique (= génome) que la première cellule.
Quand chaque cellule se divise (on appelle cela la division ou multiplication cellulaire), on a :
une cellule mère
nombreuses cellules filles obtenues par division conforme
A votre avis :
•
le génome est identique :
dans toutes les cellules nuclées de l' organisme
pour tous les individus d'une même espèce
pour toutes les espèces vivantes
•
chacune de nos cellules somatique (= toutes cellules sauf les gamètes) :
a 46 chromosomes, tout comme sa cellule mère
a 23 chromosomes alors que sa cellule mère en a 46
a 23 chromosomes, tout comme sa cellule mère
1
2. la vie d'une cellule
Lorsqu'une cellule n'est pas en train de se diviser, elle "travaille", c'est à dire qu'elle fabrique des
protéines. En effet, ses 46 molécules d'ADN sont sous forme relâchée (la chromatine). Sous cette
forme, l'ADN est accessible à de petites « machines » (=enzymes) présentes dans le noyau et le
cytoplasme et qui vont « lire » sur l'ADN des instructions pour fabriquer de nombreuses molécules
dont nous avons besoin pour vivre : c'est la synthèse protéïque.
Pendant tout ce temps où les cellules ne se divisent pas, on dit qu'elles sont "quiescentes".
Puis parfois, la cellule reçoit un signal qui lui indique qu'il faut sortir de la quiescence, arrêter la
synthèse protéique et qu'il faut se diviser. Alors, les 46 molécules d'ADN se compactent au
maximum, faisant apparaître 46 chromosomes. La cellule peut alors se diviser en deux cellules
filles dans lesquelles les chromosomes se décompactent très vite pour donner à nouveau des
molécules d'ADN sous forme de chromatine. Chaque cellule fille redevient quiescente et peut
reprendre le travail de synthèse protéique. Et ainsi de suite. C'est un cycle.
On appelle le cycle cellulaire le temps qui s'écoule entre la naissance d'une cellule et sa division
en deux cellules filles.
Ainsi, parmi les cellules suivantes, en montrer qui sont entrain de faire de la synthèse protéique et
d'autres qui vont ou viennent de se diviser (justifier) :
2
3. évolution de la quantité d'ADN
Voici une cellule qui se divise sans cesse. On suit sa quantité d'ADN pendant plusieurs cycles
cellulaires, on obtient le tracé suivant :
quantité d'ADN par cellule
(unité arbitraire)
2Q
1Q
A
B
C DE
temps
(heures)
Un cycle cellulaire est composé d'une interphase et d'une mitose.
L'interphase est elle-même composée de 3 phases :
Au début de l'interphase, l'ADN est relaché. Dans chaque chromosome, la chromatide est
copiée à l'identique. la cellule vérifie que sa taille est suffisante pour accueillir le doublement de
son ADN. Il y a 2n chromosomes à 1 chromatide sous forme décompactée. C'est la phase G1.
Puis, il y a la phase S : dans chaque chromosome, la chromatide se réplique, la cellule passe de
2n chromosomes à 1 chromatide
2n chromosomes à 2 chromatides
Et enfin la phase G2 : la cellule vérifie que la réplication a bien été finie.
Après l'interphase, il y a la phase M, la mitose : chaque chromosomes à deux chromatides se
compacte puis se coupe en deux au niveau du centrosome de façon à se répartir dans deux
cellules filles. La quantité d'ADN est divisée par deux dans chaque cellule fille mais le nombre de
chromosome est maintenu.
Chaque cellule fille hérite de 2n chromosomes à 1 chromatide : nous revenons exactement au
point de départ de G1. L'ADN peut se décompacter.
Remarque : donc G1 et G2 sont des étapes de contrôle.
Questions :
•
•
•
•
•
•
Sur le schéma, combien voit-on de cycles ?
Quelles lettres délimitent un cycle ?
Quelles lettres délimitent l'interphase ? La mitose ?
Rappeler le nombre minimal de chromatides pour un chromosome ?
Rappeler le nombre maximal de chromatides pour un chromosome ?
Dessiner un chromosome pendant la phase AB. Comment s'appelle cette phase ?
3
•
•
Comment s'appelle la phase BC ?
Dessiner un chromosome pendant la phase CD . Comment s'appelle cette phase ?
•
•
Comment s'appelle la phase DE ?
Voici une représentation du cycle cellulaire, reporter chaque phase G1, G2, S et M au bon
endroit.
animation
4. la mitose
Remettre les schémas de mitose ci-dessous dans le bon ordre :
A
B
E
C
D
F
4
5. Intérêt et contrôle du cycle cellulaire
En dehors de la fabrication du fœtus dans le ventre de la mère, le cycle cellulaire assure le
renouvellement des vieilles cellules, par exemple celles de la peau toutes les 3 à 4 semaines. Ou
encore, lors d'une réparation de fracture osseuse ou toute autre cicatrisation de tissus.
En permanence, il y a des cellules qui se divisent par mitose, et d'autres qui meurent (elles sont
programmées pour mourir : c'est l'apoptose). Ces deux phénomènes doivent être en équilibre :
-un excès d'apoptose peut provoquer la disparition trop importante de cellules comme dans des
maladies neurodégénératives (Parkinson, Alzheimer)
- à l'inverse, il peut y avoir une prolifération cellulaire et une tumeur si les cellules ne meurent plus.
C'est pourquoi le cycle cellulaire doit être contrôlé.
Remarque : une mort cellulaire accidentelle s'appelle une nécrose.
Questions :
Retrouver les mots correspondant aux définitions suivantes :
•
•
•
•
•
ensemble du matériel génétique d'un individu trouvé dans toutes ses cellules.
Phase au cours de laquelle la quantité d'ADN double dans le noyau de la cellule
chromosomes sexuels
structure en forme de X visible dans le noyau au cours de la division cellulaire.
Filament présent dans le noyau au cours de l'interphase.
5