1 La reproduction cellulaire-1 • Réf.: Campbell, N.A. Biologie: • chap.11 et en partie chap. 12 – La reproduction asexuée – Reproduction cellulaire: • Scissiparité: procaryote • Mitose : eucaryotes Adaptation: Rhéo Lacroix Inspiré de: B. Fery, FXG R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: La reproduction cellulaire Caractéristique unique du vivant INTRODUCTION • Un vivant : hors-la-loi de la nature – maintient temporaire de l’organisation – mortel: échec devant la loi universelle du désordre • Fonction de conservation: pour l’individu • Fonction de reproduction: pour l’espèce Face à la faiblesse de l’individu, la reproduction est la perpétuation de la vie à l’échelle du temps R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 2 La reproduction cellulaire Définition • Processus par lequel les êtres vivants transmettent leurs gènes en donnant naissance à une autre génération d’êtres vivants. R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Chap 11-12 3 4 • La reproduction est l'apparition de nouveaux individus à partir des anciens • Selon le mode sexué ou asexué R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: La reproduction – asexuée et sexuée • Reproduction asexuée : – Un seul individu comme unique parent – Sans apport de matériel génétique nouveau. – Les organismes obtenus forment un clone. – Peu de diversité: moins favorable à l’ R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Chap 12- p245 5 6 Exemple de reproduction asexuée Bourgeonnement de l'hydre (un animal) Production d’un clone (par mitose) Figure 12.2 : 245 R Lacroix, biologie v.a03 Gilles Bourbonnais Université Laval En lien à Campbell, N.A: 7 Exemple de reproduction asexuée Scissiparité de la bactérie 2 bactéries génétiquement identiques Figure 11.3 : 223 http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIO BK/BioBookmito.html R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 8 Exemple de reproduction asexuée Parthénogenèse chez la daphnie Pendant la belle saison il n’y a que des femelles. Elles produisent, tous les 3 à 8 jours, des oeufs à 2n chromosomes (absence de reproduction sexuée) qui se développent en femelles génétiquement identiques à la mère. Les oeufs parthénogénétiques sont transparents, généralement nombreux et à éclosion rapide (un à trois jours). Une femelle adulte produit de 2 à 65 néonates par ponte. http://www.clevislauzon.qc.ca/Professeurs/Biologie/faucheja/pdf/Daphnies3.htm Oeuf parthénogénétique R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: La reproduction asexuée: au plan cellulaire: retenons 2 modes 1-Scissiparité : chez procaryotes 2-Mitose: chez eucaryotes R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Chap 11- p223 9 La reproduction asexuée Chez les procaryotes: la scissiparité • • . Les cellules procaryotes (souvent des bactéries) se divisent par scissiparité. • L'unique chromosome (circulaire) s'attache à la membrane bactérienne et se réplique (se double), puis, la bactérie s'allonge et se divise en deux. • Mode de reproduction qui n'introduit pas de variabilité génétique chez les bactéries filles. • Celles-ci sont des « clones » : des bactéries génétiquement identiques à la bactérie mère R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Chap 11-12 10 11 Le chromosome: eucaryote R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 223 La reproduction cellulaire chromosome 12 Chromatides soeurs Centromère R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: p 222-223 Fig.11.4 13 Cycle cellulaire = Interphase +mitose • Interphase: Go – G1 (G pour Growth) = croissance – S : pour synthèse de l’ADN: réplication – G2: Croissance et prep. – Go: voie de repos, • En attente du signal de division (la plupart de nos cellules) p.232 R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Fig 11.5 Cycle cellulaire régulation et type de cellules Gomitotique: • 3 types de cellules en regard de leur potentiel • 1) cellules mitotiques(de passage en Go) – à divisions fréquentes – Ex.: épithéliales • 2) cellules amitotiques (en Go permanent) – Division terminée (cell. Spécialisées) – Ex.: neurones et cell. musculaires • 3) cellules intermitotiques: (en Go sauf signal) – Division en situation spéciale – Signal, lésion (ablation d’un rein) – Ex.: cellules hépatiques(= du foie), du rein R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 229 & 232 14 Division cellulaire anormale: Cellules cancéreuses et inhibition de contact En culture: • cellules normales: arrêt de se division: une couche simple de cellules • cellules cancéreuses: non reconnaissance des signaux normaux d’arrêt. Échappent à l’inhibition de contact R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 229 & 232 15 16 La Mitose: définition et rôle Définition de la mitose Division d'une cellule en deux cellules filles génétiquement identiques à la première Rôles de la mitose Unicellulaires Assurer leur reproduction Pluricellulaires Développement embryonnaire Croissance Réparation des tissus Processus Se déroule en 4 phases : Prophase, métaphase, anaphase, télophase et cytocinèse Cellules qui subissent la mitose Cellules somatiques : cellules du corps en général L’humain possède 46 chromosomes dans ses Cellules germinales : cellules qui bordent la paroi des (cellules somatiques) gonades (spermatogonies et ovogonies) R Lacroix, biologie v.a03 cellules du corps En lien à Campbell, N.A: 221 17 Mitose: mécanisme de division Une cellule Deux cellules identiques L’humain possède 46 chromosomes dans ses cellules du corps (cellules somatiques) R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Fig 11.14 & p235 18 Au cours de la mitose: • Chaque chromosome est répliqué en deux copies identiques : les chromatides sœurs. • Les chromatides demeurent liées par le centromère. • Les copies se séparent. Chromatides sœurs Centromère R Lacroix, biologie v.a03 • Chaque copie migre dans une cellule En lien à Campbell, N.A: 19 ÉTAPES DE LA MITOSE • Interphase • Prophase • Métaphase • Anaphase • Télophase R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 20 Interphase • Interphase • • • • Prophase Métaphase Anaphase Télophase •Phase G1 Croissance •Phase S Croissance Réplication de l ’ADN •Phase G2 Croissance Derniers préparatifs avant la division R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 21 Prophase • • • • • Fragmentation de la membrane du noyau Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Disparition du ou des nucléoles Condensation de la chromatine en chromosomes visibles au microscope Formation du fuseau Chromatine Fibres du fuseau Chromosomes spiralisés Nucléole Interphase R Lacroix, biologie v.a03 Prophase En lien à Campbell, N.A: 22 Prophase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Formation du fuseau de division • Formé de fibres de protéines rayonnant à partir des pôles de la cellule. • Dans les cellules animales, le fuseau s ’organise autour de structures appelées centrioles. Centrioles R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 23 Les centrioles • Petites structures formées de tubules faits de protéines • Sont toujours par paires Centrioles • Chaque centriole est formé de 9 groupes de 3 tubules R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 24 Les centrioles • À l ’interphase, les centrioles se dédoublent. • À la prophase, chaque paire de centrioles migre vers un pôle de la cellule. • Les fibres du fuseau s’organisent entre les paires de centrioles. R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 25 • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase R Lacroix, biologie v.a03 Le fuseau de division En lien à Campbell, N.A: 26 • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Condensation des chromosomes Centromère R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 27 Des enroulements… Enroulements successifs Enroulement sur les histones ADN R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: La reproduction cellulaire ADN_chromatine-chromosome- R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: p 223 Fig.11.4 28 29 Interphase et prophase d ’une cellule d ’oignon Interphase R Lacroix, biologie v.a03 Prophase (début) En lien à Campbell, N.A: Prophase (fin) 30 Métaphase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase • Les chromatides (copies de chromosomes) se fixent aux fibres du fuseau. • Les chromosomes se rassemblent au centre de la cellule et forment la plaque équatoriale. R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 31 Anaphase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase R Lacroix, biologie v.a03 • Les chromatides sœurs (copies de chromosomes) se séparent. • Les copies sont tirées par les fibres du fuseau et migrent aux extrémités de la cellule. En lien à Campbell, N.A: 32 Métaphase et anaphase d ’une cellule d ’oignon Métaphase R Lacroix, biologie v.a03 Anaphase En lien à Campbell, N.A: 33 Télophase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase • Les chromosomes se « déroulent » et forment à nouveau de la chromatine. • La membrane du noyau et le nucléole se reforment. • Cytocinèse: •La membrane cellulaire se contracte à l ’équateur de la cellule pour diviser la cellule en deux (cellules animales). •Il se forme une membrane cellulaire et une nouvelle paroi à l ’équateur de la cellule (cellules végétales). R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 34 Étapes de la cytocinèse de la cellule végétale Fusion Formation de vésicules à l ’équateur de la cellule. R Lacroix, biologie v.a03 Début de la fusion des membranes des vésicules En lien à Campbell, N.A: Fusion des vésicules avec la membrane cellulaire 35 Télophase d ’une cellule d ’oignon Paroi cellulaire en formation Télophase R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 36 Mitose de la cellule animale Inter Ana R Lacroix, biologie v.a03 Pro Méta Télo En lien à Campbell, N.A: 37 Mitose de la cellule animale R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 38 Observation de la mitose des cellules de la racine d’oignon Zone d’élongation Zone de croissance Coiffe R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Quelle est la phase de la mitose ? R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 39 40 Quels sont les rôles des centrioles en rapport avec la mitose ? Les centrioles se dupliquent avant la division cellulaire Les centrioles élaborent les asters durant la division cellulaire Autre rôle des centrioles Être à l'origine des cils et du flagelle d'une cellule animale Figure 11.1 : 221 R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: La mitose d’une cellule contenu dans un oeuf de poisson prophase Figure 11.6 : 226 R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 41 42 La mitose d’une cellule contenu dans un oeuf de poisson (Métaphase) Figure 11.6 : 227 R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 43 La mitose d’une cellule contenu dans un oeuf de poisson (Anaphase) Figure 11.6 : 227 R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 44 La mitose d’une cellule contenu dans un oeuf de poisson (Télophase et Cytocinèse) Figure 11.6 : 226 R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: 45 FIN • À SUIVRE…diaporama suivant • Reproduction sexuée • Méiose R Lacroix, biologie v.a03 En lien à Campbell, N.A: Chap 11-12