1 1: Rappels sur les constituants cellulaires

BIOLOGIE MOLECULAIRE
Contenu
.1 1: Rappels sur les constituants cellulaires ................................................................................1
1 1 1: Définition de cellule .......................................................................................................1
1 1 2 : Schéma comparatif de cellules animale et végétale ......................................................1
1 1 3: Ultrastructure, composition chimique et rôles de quelques constituants cellulaires ......2
1
2 INFORMATION GENETIQUE ........................................................................................4
1 2 1: Existence de l'Information génétique ......................................................................4
Observation dans la vie courante ..........................................................................................4
Définition de l'information génétique ...................................................................................5
Protéine .................................................................................................................................5
1 2 2 Support de l'information génétique..............................................................................6
Structure du chromosome métaphasique ..............................................................................6
Structure de l'ADN ...............................................................................................................6
1 2 3 Expression de l’Information génétique ...............................................................8
a-Correspondance entre ADN et Protéine ............................................................................8
b- ARN : acide ribonucléique ...............................................................................................8
c-Comparaison et localisation des acides nucléiques ..........................................................8
1-2-4 MECANISME DE LA BIOSYNTHESE DES PROTEINES .........................................9
Nature de l’information génétique et gène ...........................................................................9
Les différentes étapes de la synthèse de protéine .................................................................9
Code génétique ................................................................................................................... 11
13
REPRODUCTION CONFORME ...................................................................................12
1 3 1 Cycle cellulaire ..............................................................................................................12
132
REPLICATION OU DUPLICATION D’ADN ........................................................13
133
MITOSE : PARTAGE EGAL DE L’INFORMATION GENETIQUE AUX CELLULES
FILLES 13
a-Notion de caryotype ou garniture chromosomique .........................................................13
b- Les étapes de la division cellulaire par mitose ..............................................................14
Importance de la mitose ......................................................................................................15
Evolution de la quantité d’ADN par noyau cellulaire pendant le cycle cellulaire .............15
.1 1: Rappels sur les constituants cellulaires
1 1 1: Définition de cellule
Une cellule est l'unité de base structurale et fonctionnelle constituant tout être vivant.
1 1 2 : Schéma comparatif de cellules animale et végétale
Dresser un tableau à trois colonnes comparant les 2 cellules:
- La colonne au centre comporte les constituants communs.
- Les 2 autres pour les constituants propres pour chacune des deux cellules.
1 1 3: Ultrastructure, composition chimique et rôles de quelques constituants cellulaires
Constituants cellulaires et
ultrastructure
NOYAU
Description et
Composition chimique
Nucléoplasme : glucide,
protide, lipide, ARN
Chromatine : ADN,
protéine
fonction
- premier responsable de la
survie de la cellule:
organisateur cellulaire
- assure la transmission des
caractères héréditaires de la
cellule
Nucléole : ARN
RETICULUM
ENDOPLASMIQUE
Membrane nucléaire :
Lipo-protéine
- Prolongement de la
membrane nucléaire
(simple membrane)
-Réseaux de cavités
s’étendant dans tout le
cytoplasme, riches en
protéine et en d'autres
éléments cellulaires
-2 types : réticulum
endoplasmique granuleux
ou REG sous forme de
citerne présentant des
ribosomes sur la face
externe de leur membrane
réticulum
endoplasmique lisse ou
REL
Les ribosomes enchaînés
forment un polysome
- vésicules de transport
d’éléments
-REG : usine de fabrication
de protéine (ribosome)
- lieu de stockage de
protéines synthétisées (cavité
de REG)
REL : Synthèse des lipides,
absorption et transport des
lipides, détoxification
(alcool, drogue…),
emmagasiner les ions
calcium
-Limité par une simple
membrane
-Entouré de vésicules
-Formé de plusieurs
dictyosomes ou saccules
aplatis
MITOCHONDRIE
CYTOPLASME
Organite ressemblant à
une fève possédant une
double membrane :
externe et interne
- Riche en ATP
-Recevoir les protéines et
lipides des RE, les expédier
après transformation et tri
vers un certain nombre de
destinations interne ou
externes (exocytose) à la
cellule dans des vésicules de
sécrétion c’est un Appareil
excréteur de la cellule
-Formation de lysosomes
Producteur d’énergie de la
cellule pour la respiration :
Centrale énergétique de la
cellule; siège de synthèse
d'ATP
-Membrane souple
formée d’une bicouche
phospholipidique :
Protéine - lipide
- assure les échanges avec le
milieu externe
- limite la cellule
-milieu visqueux limité
par la membrane
cytoplasmique, formant
le hyaloplasme avec de
cytosquelette présentant
de filaments et
microfilaments
maintenant la forme de la
cellule (charpente)
-Riche en sels minéraux,
ARN, protéines, Acides
aminés, lipides, glucides.
- support de tous les organites
cellulaires
- lieu du déroulement de
différentes réactions
chimiques
CENTROSOME (propre pour
cellule animale)
microtubules
Dirige la division cellulaire
chez les cellules animales
PLASTE (propre pour cellule
végétale)
ATP, ADP, H2O, CO2, O2,
Amidon
Siège de synthèse de
beaucoup de substances de
réserve chez les cellules
végétales plus
particulièrement siège de la
photosynthèse
VACUOLE
- dilatation des cavités de réticulum
endoplasmique formant de grandes
poches d'eau
Riche en eau
LYSOSOME
Petite vésicule entourée d'une
membrane
1
2
INFORMATION GENETIQUE
1
2
1:
Sac membraneux
(simple) contenant un
mélange d’
enzymes
Reservoir d'eau de la cellule
-digestion intracellulaire des
substances nutritives
-digestion des composantes
endommagées de la cellule
Digestion des substances
étrangères (bactéries)
-autolyse : autodigestion de
la cellule
Existence de l'Information génétique
Observation dans la vie courante
La majorité des êtres vivants commence sa vie par une cellule œuf qui se multiplie pour se développer en un organisme
constitué de millions et des milliers de cellules (ex: 1015 cellules pour l'être humain)
Répondre aux questions suivantes:
Q1: Que donne une cellule œuf de l'homme? → R1
Q2: Que donne une cellule œuf de haricot? → R2
Q3: Que donne une cellule œuf de poule? → R3
Définition de l'information génétique
Il y a conservation de différents caractères spécifiques dans la cellule jusqu'à l'édification d'un organisme complet pour
assurer la longévité d'une espèce.
Ceci n'est pas le fait du hasard mais il suit un programme bien précis appelé Information génétique qui se transmet des
parents aux descendants pour maintenir les caractères d'une espèce.
Des études plus complexes montrent que chaque cellule constitutive de cet organisme comporte plus de 20.000 protéines
différentes; mais ces 20.000 types de protéines différentes sont identiques pour les milliers de cellules constituant cet
organisme. Ce sont ces protéines de chaque cellule qui déterminent les caractères d'un organisme et le distinguent d'un
autre individu d'autres espèces.
Une macromolécule appelée ADN, constituant essentiel de chromosomes est responsable de la synthèse de ces protéines :
L’information génétique est le message contenu dans cette macromolécule, responsable de l’apparition de
caractères qui sont transmis de génération en génération.
Protéine
Comme la protéine intervient dans cette information génétique, alors on doit revoir ce qu'une Protéine.
Répondre aux questions suivantes pour rappeler ce qu'une Protéine
Q4: Qu'est ce qu'une protéine? A quelle substance appartient-elle? → R4
Q5: De quoi est-elle constituée? → R5
Q6: Combien d'acides aminés existe-il dans la nature? → R6
Q7: En quoi dépendent la nature et la fonction d'une protéine? → R7
d) Localisation de l'information génétique: Rôles du noyau
L’acétabulaire est une algue verte unicellulaire haute de 10 cm. Elle vit fixée sur les fonds marins.
Schéma 1 : L’acétabulaire
Chapeau
pédicule
noyau
rhizoïde
support
Structure d’une acétabulaire
Schéma 2 : Expérience de section et de regénération
Schéma 3 : Expérience de greffe croisée de noyaux
Conclusion: le noyau: organisateur de la cellule contrôle et dirige toutes les activités cellulaires donc il contient le
programme de son développement en information génétique qui est transmise au cytoplasme puis aux cellules filles de
l'individu de même espèce.
1
2
2
Support de l'information génétique
Structure du chromosome métaphasique
Le chromosome est un filament de chromatine condensé ou enroulé au cours d'une période de la vie cellulaire appelée
métaphase de la division.
Observer le schéma et essayer de répondre aux questions suivantes.
Q8: De quoi est formé un chromosome? → R8
Q9: Sous quelle forme se présente chaque chromatide? → R9
Observer le schéma (détail d'une partie du schéma)
Q10: Décondensée ou déroulée, de quoi est formée chaque chromatide? → R10



En métaphase de la division cellulaire, on peut compter aisément et identifier le nombre et forme de chromosomes
dans une cellule d'une espèce, au microscope optique.
La position de centromère varie suivant la forme de chromosomes.
Chez l'être humain, chaque cellule contient 23 paires de chromosomes. C'est-à-dire 46 chromosomes qui vont 2 par
2: l'un d'origine paternelle et l'autre d'origine maternelle.
Structure de l'ADN
L'ADN ou acide désoxyribonucléique est une macromolécule d'acide nucléique connue dans la nature. C'est le
constituant essentiel de chromosome.
C'étaient Watson et Crick qui ont proposé pour la première fois le modèle moléculaire de l'ADN.
1
Structure en double hélice
Observer le schéma et essayer de répondre aux questions suivantes.
Q11: Comment se présente la molécule d'ADN? → R11
Q12: De combien de chaînes est-elle formée? → R12
Q13: Comment sont les deux chaînes entre elles? → R13
2
Structure d’ADN déroulée et mise à plat
Pour analyser ce document, répondre aux questions suivantes:
Q14: Sous quelle forme se présente la molécule d'ADN déroulée et mise à plat? → R14
Q15: De quoi sont formés les montants? → R15
et les barreaux? → R15
Q16: Quelles sont les composantes d'un nucléotide? → R16
Q17: Combien de bases azotées existe-t-il? → R17
Q18: Alors, combien de nucléotides existe-t-il pour la molécule d'ADN? → R18
Q19: Essayer de former les 4 types de désoxyribonucléotides ou nucléotides d'ADN→ R19
Q20: Repérer les liaisons strictes entre les 3 composantes de nucléotides→ R20
Q21: Est-ce que les bases azotées formant les barreaux se lient n'importe comment? →R21
Une molécule d'ADN est formée d'une double chaîne enroulée en hélice l'une autour de l'autre. Déroulée et mise à plat, la
molécule ressemble à une échelle dont chaque montant est une chaîne formée alternativement de P (acide phosphorique)
et de D (sucre désoxyribose) et dont les barreaux correspondent à l'association de deux bases azotées. L'analyse chimique
montre l'existence de 4 types de base azotée. L'association entre deux bases n'est pas quelconque: on dit que les bases sont
deux à deux complémentaires: A de T et G de C. Ces bases azotées sont liées par des liaisons hydrogènes: 3 liaisons H
pour C=G et 2 liaisons H pour A=T
L'unité, Acide phosphorique - sucre – Base azotée constitue un nucléotide dans lequel le sucre désoxyribose se lie à
l'acide et au base: le nucléotide est le monomère de l'ADN.
2 chaînes de nucléotides forment une molécule d'ADN: on dit que l'ADN est bicatenaire.
Suivant l'ordre de succession ou séquence des bases de nucléotides constitutifs, la molécule d'ADN constitue une
Information codée qui peut être traduite en protéine.
On dit que :
- l'ADN est le support de l'Information génétique
- la protéine correspondante synthétisée exprime celle-ci.
Une protéine est constituée par l'assemblage de plusieurs molécules d'acides aminés liés entre eux par une liaison
peptidique. Sa nature et sa fonction dépendent de la séquence d'acides aminés constitutifs.
1
2
3 Expression de l’Information génétique
a-Correspondance entre ADN et Protéine
Comparer la structure de l’ADN et Protéine en complétant le tableau ci-dessous (utiliser les leçons précédentes)
ADN
Protéine
Nombre de chaînes
R22
R23
Molécule élémentaire ou monomère constitutive
R24
R25
Nature et propriété
R26
R27
D’après Watson et Crick, la séquence des bases de nucléotides d’ADN dans le noyau détermine la nature de protéine
dans le cytoplasme c’est-à-dire la séquence d’acides aminés constitutifs de protéine.
Comme l’ADN se trouve dans le noyau et la synthèse de protéine s’effectue dans le cytoplasme au niveau des ribosomes,
la correspondance entre Information génétique(ou ADN) et son expression (protéine) ne se réalise pas de manière directe,
elle fait intervenir une autre molécule d’acide nucléique appelé ARN.
b- ARN : acide ribonucléique
C’est un autre type d’acide nucléique constitué également de l’enchaînement de nucléotides ou ribonucléotides comme
l’ADN avec quelques différences.
 Pour l’ARN : le sucre est le ribose
La base azotée thymine est remplacée par Uracile U, les trois autres bases sont identiques pour les deux
acides nucléiques.
 L’ARN est formé d’une seule chaîne de nucléotides, cependant il existe une complémentarité des bases : A
complémentaire de U et G de C. On dit que l’ARN est monocatenaire.
 Trois sortes d’ARN existent :
-ARN ribosomal ou ARNr localisé au niveau des ribosomes dans lesquels sont combinés des protéines. Les ARN
ribosomaux constituent, avec des protéines, les sous- unités des ribosomes, qui participent à la traduction lors de la synthèse
de protéine;
-ARN messager ou ARNm constitué d’une chaîne linéaire, synthétisée sur le modèle de chaîne d’ADN par
complémentarité de bases dans le noyau. Puis il passe dans le cytoplasme par les pores nucléaires pour transporter le
message commandé par l’ADN pour la synthèse de protéine
Les bases d’ARNm se groupent par trois pour former un triplet de bases de nucléotide appelé codon.
-ARN de transfert ou ARNt petite molécule constituée de 70 à 80 nucléotides formant une seule chaîne repliée sur
elle-même. Ce repliement présente souvent un triplet de bases appelé anti-codon correspondant à un acide aminé et au
codon. Il est chargé d’adapter l’acide aminé au codon complémentaire d’anti-codon.
c-Comparaison et localisation des acides nucléiques
Compléter le tableau comparant l’ADN et l’ARN (utiliser les leçons précédentes)
Acides nucléiques
ADN
Acide
R28
ARN
R29
Nucléotide
Sucre
Bases
R30
R31
R32
R33
Structure
R34
R35
Localisation
R36
R37
On peut mettre en évidence ces acides nucléiques par des tests de coloration :
Test de Feulgen :
 Traiter à l’HCl au préalable, la cellule
 Faire agir le réactif de Schiff ou fuscine décolorée par l’acide sulfurique sur la cellule préalablement traitée
L’ADN recolore en rouge la fuschine décolorée.
 Résultat : Au niveau des filaments de chromatine dans le noyau, la fuschine est recolorée en rouge donc on peut
déduire que de l’ADN est localisé au niveau des filaments de chromatine
Test de Bracket
Réactif utilisé : mélange de vert de méthyl-pyronine
Le vert de méthyl colore en vert l’ADN
La pyronine colore en rose l’ARN.
Traiter d’abord la cellule par une enzyme spécifique hydrolysant un acide nucléique que l’on ne veut pas encore
localiser.
Faire agir le mélange de vert de méthyl-pyronine sur la cellule déjà traitée
Résultats après chaque expérience :
Dans le noyau, les filaments de chromatine colorés en vert signifient que l’ADN est localisé au niveau des
filaments de chromatine
Des colorations roses apparaissent au niveau de nucléole dans le noyau et du cytoplasme: cela signifie que l’ARN
est localisé aussi bien dans le nucléole que dans le cytoplasme.
1-2-4 MECANISME DE LA BIOSYNTHESE DES PROTEINES
Nature de l’information génétique et gène
Chez les Eucaryotes, le noyau des cellules renferme de l’ADN qui est le support de l’information génétique et qui est
identique dans toutes les cellules d’un même organisme.
Les protéines, molécules primordiales de la vie cellulaire, sont l'expression de l'information génétique contenue dans
l'ADN.
 La synthèse de ces polymères d'acides aminés a lieu dans le cytoplasme, au niveau de petits organites: les
ribosomes. Elle se réalise lors de l'interphase.
 Le gène est la plus petite portion d’ADN capable d’induire la synthèse d’une molécule de protéine spécifique,
responsable d’un caractère de la cellule de l’individu. L’ensemble des caractères de l’individu est transmis aux
descendants.
Comme un individu présente plusieurs caractères, il existe alors plusieurs protéines responsables donc il doit exister
nécessairement plusieurs gènes dans chaque cellule de l’individu. Plusieurs gènes sont localisés sur un même
chromosome. L’emplacement de chaque gène sur un chromosome s’appelle locus
Les différentes étapes de la synthèse de protéine
La synthèse de protéine à partir de l’ADN se fait en 2 étapes :
- la transcription qui se déroule dans le noyau
- la traduction, dans le cytoplasme
- La transcription de l’ADN en ARNm correspond à la synthèse d'ARNm à partir d'un seul brin codant ou brin transcrit
d'ADN, en présence d'ARN polymérase, par complémentarité des bases.
Les étapes suivantes se succèdent :
- Fixation de l’ARN polymérase sur une séquence d’ADN qui contient le site d’initiation ou promoteur où la synthèse
d’ARNm va commencer
- Coupure des liaisons hydrogènes entre les bases complémentaires et ouverture de la double chaîne
- Copie de brin transcrit : fixation des nucléotides d’ARNm à bases complémentaires sur le brin codant formant ainsi une
chaîne.
- Arrivée au niveau du signal de terminaison, l’ARN polymérase libère la matrice d’ADN et la chaine d’ARNm.
La molécule d’ARNm formée sort du noyau par les pores nucléaires et va dans le cytoplasme pour être traduite en séquence
d’acides aminés à l’origine d’une protéine
La traduction de l’ARNm en protéine correspond à exprimer l'information portée par l'ARNm (séquence nucléotidique)
en une séquence d'acides aminés (protéines). C'est la synthèse de protéine qui se déroule dans le hyaloplasme.
Ses principaux acteurs sont :
- un modèle, détenteur de l'information: l'ARNm
- un système de lecture: les ribosomes
- des adaptateurs, les ARNt, qui assurent la correspondance entre acides aminés et ARNm
- le stock cellulaire d'acides aminés
- un fournisseur d'énergie, des systèmes enzymatiques et des facteurs protéiques conditionnant le fonctionnement des
ribosomes
La synthèse d'une chaîne polypeptidique comporte trois étapes successives qui sont:
 L'initiation qui consiste à la mise en place
- de la petite sous-unité ribosomiale,
- d'un ARNt porteur d'un premier acide aminé (complexe ARNt-méthionine activée ou ARNt formyl-méthionine activée),
- puis de la grosse sous-unité ribosomiale;
 L'élongation s'effectue par adjonction de nouveaux acides aminés. Cet accrochage successif se fait en 3 temps:
- Association codon-anticodon ;
- Transfert d'énergie permettant la formation d'une liaison peptidique entre 2 acides aminés;
- Translocation (décalage ribosome/ARNm sur une longueur d'un codon, dans le sens 5' -7 3')

La terminaison apparaît lors de la lecture d'un codon-stop : Elle entraîne la dissociation de l’ARNm - les deux
sous-unités ribosomiales - la méthionine (1er acide aminé au bout de la chaîne) - la chaîne polypeptidique
constituée, qui acquiert spontanément sa configuration tridimensionnelle (protéine).
Code génétique
La séquence des 20 acides aminés qui peuvent constituer une protéine est programmée dans l'ADN et donc dans sa copie
transcrite: l'ARNm. Il existe un système de correspondance entre la séquence des 4 nucléotides (et donc des 4 bases
azotées) de l'ADN et la séquence de 20 acides aminés : l'unité de code ou codon est un triplet de bases d’ARNm.
Comme il existe 4 bases d’ARNm différentes pour former un triplet, alors on a 43 combinaisons possibles c'est-à-dire 64
codons. On sait maintenant que la plupart des codons correspondent à un acide aminé précis. Cette correspondance
codon-acide aminé constitue le code génétique. Le code génétique est le même chez tous les êtres vivants : Il est
universel.
La lecture des codons est non chevauchante : une base n'appartient qu'à un seul codon à la fois.
Le lien entre les acides aminés et les codons est assuré par les ARNt. Chacun d'entre eux reconnaît le codon grâce à un
triplet de bases d’ARNt qui forment l'anticodon.
Les 64 codons possibles pour 20 acides aminés, se répartissent en :
- codons synonymes (triplets différents mais codant pour un même acide aminé), le code est redondant;
- codons ponctuations qui indiquent le début et la fin de traduction, le message est ponctué. AUG marque le début du
gène : c’est le codon initiateur correspondant à l’acide aminé Méthionine(Met) ; codons non-sens ou codon stop marquent
la fin du gène
- Dans la pratique, on désigne parfois le nom de chaque acide aminé par ses trois premières lettres pour simplifier;
exemples Serine = Ser, Leucine=Leu
Remarques
 Toute modification de la séquence de nucléotides de l'ADN peut avoir des répercussions sur la qualité du
polypeptide synthétisé: c'est une mutation
 Toutes les activités biologiques à l’intérieur de la cellule nécessitent de l’énergie ; celle-ci est fournie par
l’hydrolyse d’ATP produit par les mitochondries responsables de la respiration cellulaire.
 Les protéines synthétisées dans une cellule sont :
soit utilisée dans cette même cellule
soit exportée hors de la cellule par exocytose
1 3 REPRODUCTION CONFORME
1 3 1 Cycle cellulaire
Observer le schéma et essayer de répondre aux questions suivantes.
Q43 : Que comprend un cycle cellulaire ? →R43
Q44 : Comment évolue la structure de chromosomes pendant le cycle cellulaire ? (de combien de chromatides est-il
formé ? condensé ou décondensé) →R44
Le cycle cellulaire comprend deux phases successives qui s’alternent régulièrement : Interphase et Mitose
Au cours de ces deux phases, les chromosomes, éléments permanents de la cellule évoluent différemment :
- A une ou à deux chromatides
- Condensés ou décondensés (filiformes)
Deux évènements fondamentaux et complémentaires assurant la transmission de la totalité du programme génétique
(Information génétique) de la cellule mère aux deux cellules filles :
 Duplication ou réplication d’ADN lors de la phase S de l’interphase. Elle permet le doublement du matériel
chromosomique.
 Mitose correspondant à une autoreproduction de la cellule: A partir d’une cellule mère, on obtient deux cellules
filles identiques entre elles et identiques à la cellule mère.
Il y a partage égale de ces matériels génétiques aux cellules filles sous forme de lot de chromosomes à une seule
chromatide.
Le maintien de l’identité biologique au cours du développement et du renouvellement cellulaire est alors assuré : c’est la
reproduction conforme.
.
132
REPLICATION OU DUPLICATION D’ADN
Guide d’exploitation du document intitulé « CYCLE CELLULAIRE ET REPLICATION DE L’ADN »
Q45 : quelle relation existe-t-il entre ADN et chromosome ? → R45
Q46 : que se passe-t-il au niveau des bases complémentaires de la double chaîne d’ADN ? →R46
Q47 : en face de chaque chaîne, après ouverture, qu’est-ce qu’il y a ? →R47
Q48 : qu’obtient-on à la fin de ce phénomène ? Comparer la séquence des bases de nucléotides de la molécule mère
d’ADN du départ à celle des deux molécules filles. →R48
Q49 : comparer l’évolution de la molécule d’ADN et de chromosomes pendant l’interphase du cycle cellulaire. Tirer une
conclusion. →R49
Pendant la phase S de l’interphase, la réplication d’ADN permet le doublement de la quantité d’ADN : on l’explique de la
façon suivante :
Il y a séparation locale des deux brins d’ADN en plusieurs points appelés « yeux de réplication ». Ces
séparations se propagent de part et d’autre de ces points. Au fur et à mesure de l’ouverture, des nucléotides libres
d’ADN vont s’apparier aux anciennes chaînes de nucléotides ; ce qui donne naissance à un nouveau brin d’ADN
apparié à chacun des deux brins préexistants. On obtient ainsi deux nouvelles molécules d’ADN complétement
identiques en séquence de nucléotides entre elles et à la molécule mère, ceci maintient l’intégrité des caractères :
c’est la reproduction conforme.
Puisque chacune des deux molécules filles obtenues conserve la moitié de la molécule du départ, on dit que la
réplication est semi-conservative.
133
MITOSE : PARTAGE EGAL DE L’INFORMATION GENETIQUE AUX CELLULES FILLES
a-Notion de caryotype ou garniture chromosomique
C’est l’ensemble de nombre et forme des chromosomes caractéristiques d’une espèce.
Le nombre de chromosomes est fixe pour chaque espèce.
Exemples : maïs=20 ; Blé=48 ; chien=78 ; drosophile=8 ; Homme=46.
Ce sont des nombres pairs que l’on peut noter 2n chromosomes.
Les formes de chromosomes sont 2 à 2 identiques dont l’un d’origine maternelle et l’autre d’origine paternelle. Une
cellule avec ces deux exemplaires de chromosomes ou 2n chromosomes s’appelle cellule diploïde.
Certaines cellules qui sont les cellules sexuelles ou gamètes ne présentent qu’un seul exemplaire de chromosomes ou n
chromosomes : elle s’appelle cellule haploïde.
Chez des nombreuses espèces à sexe séparé, on constate qu’il existe une paire de chromosomes dont les constituants
sont différents chez le mâle et la femelle ; ces chromosomes sont appelés chromosomes sexuels ou gonosomes ou au
aussi hétérochromosomes, les autres paires identiques chez le mâle et la femelle sont appelés autosomes.
- Pour les Mammifères et la plupart des insectes, l’individu mâle présente son gonosome constitué de deux chromosomes
de forme différente noté X et Y : le mâle est dit hétérogamétique.
L’individu femelle présente son gonosome constitué de deux chromosomes de forme identique noté X et X ; la femelle est
dite homogamétique.
Exemples chez l’être humain, on peut écrire les formules chromosomiques chez les deux sexes :
Homme mâle : 2n=46=44+XY : hétérogamétique
Homme femelle : 2n=46=44+XX : homogamétique
44=autosomes et XY ou XX=gonosomes
- Chez les papillons et les oiseaux, ce sont les femelles qui sont hétérogamétiques et les mâles homogamétiques. On note
leur gonosome :
Pour les femelles X et O
Pour les mâles X et X
Représentation schématique de caryotype de drosophile (mouche de vinaigre) 2n=8 avec 2paires de chromosomes en V,
1 paire en point et 1 paire en bâtonnet.
Les trois premiers pairs en V et en point sont identiques chez les mâles et des femelles : ce sont les autosomes.
La quatrième paire en bâtonnet différente chez les mâles et les femelles : ce sont les gonosomes.
Males :
Femelle :
hétérogamétique
homogamétique
1 ère paire
VV
VV
2ème paire
vv
Vv
3ème paire
Cc
Cc
4ème paire
XY
XX
Formule
chromosomique
2n = 8 = 6+XY
2n = 8 = 6+XX
autosomes
gonosomes
b- Les étapes de la division cellulaire par mitose
Le processus de division est commun à toutes les cellules eucaryotes : division du noyau (mitose) et division du
cytoplasme (cytodiérèse)
Au cours de la mitose, les structures cellulaires se modifient progressivement ; bien que la mitose soit un phénomène
biologique continu, les comportements des chromosomes et des microtubules cytoplasmiques permettent de distinguer 4
phases qui sont : prophase, métaphase, anaphase et télophase
Elle permet aux cellules de se reproduire identiques à elles mêmes. Le matériel génétique de départ de mitose est divisé
par deux à l'arrivée.
Pendant le cycle cellulaire, la chromatine (matériel génétique) subit différents états : elle est compactée en chromosomes
au début de la mitose, décondensée sous forme de filament fin en fin de mitose.
Au cours de cette division par la mitose, à partir d’une cellule mère diploïde (2n chromosomes), on obtient deux cellules
filles diploïdes (2n chromosomes)
1cellule mère 2n---------2cellules filles 2n
C’est la reproduction conforme : l’identité biologique est maintenue au niveau des cellules filles par la séquence des bases
de nucléotides d’ADN au niveau des chromosomes.
Remarques sur les cellules végétales : les phénomènes y sont identiques à deux détails près :
-le centrosome, absent dans les cellules végétales, est remplacé par une zone condensée du cytoplasme appelée calotte
polaire.
-à la limite des deux cellules filles en télophase ; s’élabore une nouvelle paroi cellulosique rigide qui évolue du centre de
la cellule mère vers la périphérie : évolution centrifuge
Importance de la mitose
La mitose permet la croissance des organismes jeunes par multiplication cellulaire. Elle permet également le
remplacement des cellules usées à l’intérieur de l’organisme. Cette multiplication suit la formule N=2 n où N=nombre de
cellules et n=nombre de mitose
La mitose assure le maintien du caryotype dans une espèce
C’est le seul mode de reproduction chez les organismes unicellulaires.
Evolution de la quantité d’ADN par noyau cellulaire pendant le cycle cellulaire