Pages 152-155

ATTENTES
Cette section t'amsnera it :
• decnre le cycle cellulaire et le
phenornene de la mitose, et
expliquer leur importance;
• effectuer des experiences de
laboratoire pour etudier le
processus de la mitose;
• classer des donnees sur le
nombre de chromosomes
contenus dans des cellules.
Figure 5.1 Le nombre de cel-
lules de ces embryons de
grenouille doublera a chaque
nouvelle division des cellules.
Recemment, des chercheurs de Pennsylvanie ont
decouvert qu'un compose chimique present dans l'ail
cru avait un effet sur la reproduction de certaines cel-
lules somatiques. Les etudes prelirninaires demontrent
que ce compose chimique, connu.sous le nom de « sul-
fure de diallyle », peut ralentir la multiplication des
cellules cancereuses, On ne sait trop comment, le
sulfure de diallyle bloque les composes qui causent le
cancer et inhibe, par le fait meme, la croissance des
tumeurs cancereuses. Pour comprendre l'effet de ces
composes chimiques sur les cellules, il faut savoir
comment les cellules se reproduisent. La figure 5.1
montre le noyau de deux cellules aux premiers stades
du developpement de l'embryon chez la grenouille.
Comment se forment les cellules somatiques? Toutes
les cellules somatiques se forment-elles de la meme
facon ?
Etape G1
Croissance rapide et
activite metabolique
Figure 5.2 Le cycle cellulaire.
152 * Lacontinulte genetique
Le cycle cellulaire
Les cellules se reproduisent grace El. un processus
continu de croissance et de division: c'est le cycle
cellulaire. Le cycle cellulaire comporte deux stades
principaux, la croissance et la division (voir la figure
5.2). Pendant I'etape de croissance, ou interphase, la
cellule fabrique de nouvelles molecules qui aug-
mentent son volume et sa masse. Au cours de l'inter-
phase, la molecule qui fournit la trame genetique de
la cellule, l'ADN (acide desoxyribonucleiquel, se
replique. Tu en apprendras davantage sur la replica-
tion de l'ADN au chapitre 6.
On divise l'interphase en trois etapes. Durant la
premiere, G1, les activites metaboliques prepatent la
cellule El. la synthase (etape S); c'est pendant I'etape
S que l'ADN est replique. Une fois l'etape G1 ter-
minee, la cellule passe El. l'etape S, ou entre dans une
periods de repos. Les cellules au repos peuvent con-
tinuer El. fonctionner, mais elles ne termineront pas le
cycle cellulaire et ne produiront done aucune nou-
velle cellule. Si l'etape S se realise, les cellules
e~trent ensuite dans la derniere etape de I'inter-
phase, G2. C'est El. ce moment que les cellules se pre-
parent El. la division.
Deux processus caracterisent le stade de la divi-
sion: la mitose (la division du noyau de la cellule) et
la division cellulaire; ce sont les deux etapes les
plus courtes du cycle cellulaire. Au cours de la divi-
sion cellulaire, le cytoplasme de la cellule se divise
pour former deux nouvelles cellules.

Le cycle cellulaire varie selon les types de cellules :
la duree du cycle cellulaire et de chacune de ses etapes
depend du type de cellule et de l'environnement.
Observe la figure 5.3. Le cycle cellulaire de deux types
de cellules distincts y est represents. Que peux-tu con-
clure sur le role que joue chacune de ces cellules?
Pense aux differents types de cellules qui constituent
le corps d'un oiseau, par exemple. Certaines cellules
sont des cellules cutanees, tandis que d'autres forment
les os, les muscles ou les organes. Pourquoi le cycle de
certains types de cellules est-il plus rapide?
\nterphase
Total: 22 heures
Total: 48 heures
Figure 5.3 La duree de chaque etape du cycle cellulaire
varie selon les types de cellules.
A quoi sert la mitose?
La citrouille geante de la figure 5.4 a une masse de
plusieurs centaines de kilos. Au depart, ce ri'etait
qu'une simple cellule; elle se compose maintenant
de milliards de cellules. Qu'est-ce qui a permis Et
cette citrouille d'atteindre cette taille? Pour qu'un
organisme puis se croitre, maintenir ses fonctions ou
les retablir, il doit produire de nouvelles cellules.
Au cours de la mitose, une cellule « se prepare» Et se
diviser pour former deux nouvelles cellules. A
mesure que le nombre de cellules augmente, un etre
La duree de vie d'une cellule de la couche protectrice de
I'estomac n'est que de deux jours. Par contre, une cellule
nerveuse peut vivre de 30 a 50 ans.
vivant (comme la citrouille) se developpe, La mitose
et la division cellulaire permettent aussi de regenerer
les tissus endommages, Chaque fois que tu te coupes
un doigt, par exemple, de nouvelles cellules cutanees
se forment pour remplacer la peau endommagee,
Dans certains cas, des organismes peuvent msme
remplacer toute une partie. Par exemple, le bras d'une
etoile de mer qui a ete sectionne peut « repousser »
grace Et la mitose et Et la division cellulaire (voir la
figure 5.5). La mitose et la division cellulaire sont
necessaires, puisque certaines cellules doivent etre
remplacees lorsqu'elles ne peuvent plus fonctionner
normalement. Chez l'etre humain, par exemple, des
millions de globules rouges meurent chaque jour; ces
cellules sont remplacees par de nouveaux globules
rouges produits grace Et la mitose et Et la division
cellulaire.
Figure 5.4 Cette citrouille n'a mis que quatre mois pour
atteindre cette taille impressionnante.
Figure 5.5 Cette etoile de mer avait perdu trois bras. Grace
a la mitose et a la division cellulaire, trois nouveaux bras se
sont formes.
Lareproductioncellulaireet leschromosomes ., 153

·~
Des chercheurs de l'universlte Wisconsin-Madison ont
decouvert une souche de cellules cutanees qui peuvent avoir
une duree de vie illimitee. On pourrait utiliser ces cellules
pour traiter les grands brules, ou encore dans la recherche
sur les maladies de la peau.
IN FO
La mitose et la division cellulaire se produisent
dans toutes les cellules somatiques. Les nouvelles
cellules qui en resultant sont identiques aux cellules
d'origine. Par exemple, si des cellules cutanees sont
endommagees, elles seront remplacees par de nou-
velles cellules cutanees ... et non par un autre type
de cellules. Les instructions servant a fabriquer
chaque nouvelle cellule sont contenues dans le
noyau de la cellule d'origine. Ce sont les chromo-
somes, dans le noyau, qui portent l'information
genetiquo necessaire au maintien de la cellule et a sa
duplication. La figure 5.6 montre un chromosome
typique d'une cellule somatique. Chaque chromo-
some se compose de deux chromatides soeurs, rat-
tachees l'une a l'autre par le centromere. Les chro-
matides SCBurSsont des exemplaires genetiques:
autrement dit, l'ADN de l'une est identique a l'ADN
de l'autre. Pourquoi est-ce ainsi? Comment cette
information se transmet-elle d'une cellule a une
autre? Tu etudieras ces questions plus loin dans le
labo reflexion.
Grossissement: 97 875 fois
Figure 5.6 Un chromosome se compose de deux chro-
matides sosurs liees par le centromere.
Grace a la mitose, le nombre de chromosomes est
maintenu d'une cellule a une autre au moment de la
reproduction. Pendant la division cellulaire, la cel-
lule initiale, la cellule mere (ou cellule parentale),
154 if La continuite genetique
produit deux nouvelles cellules filles identiques.
Les cellules filles contiennent le msme nombre de
chromosomes et la meme information genetique que
la cellule mere. Une cellule somatique contient deux
exemplaires de chaque chromosome. Les cellules
cutanees du corps humain, par exemple, portent
chacune 46 chromosomes (deux exemplaires de
chaque chromosome). Au debut de la mitose, la cel-
lule cutanee mere possede 46 chromosomes; a la fin
de la mitose, on compte 46 chromosomes dans cha-
cune des deux nouvelles cellules qui ont ete for-
mees. Cela est important parce que chaque nouvelle
cellule doit contenir toute l'information genetique
necessaire pour vivre et produire a son tour de nou-
velles cellules cutanees.
TERMINOLOGIQUE
Lien
Le terme «sornatique » est tire du grec soma, qui signifie
«corps ".
.
............................................................
~ REMBOBINAGE
Relis la section 2.1 du chapitre 2. Cela te permettra de
revoir la structure et la fonction des organites de la cellule.
Les eta pes de la mitose
Plusieurs evenements doivent se produire au cours
de la mitose pour que le nombre de chromosomes
des cellules fines soit le meme que le nombre de
chromosomes de la cellule mere. On peut observer
facilement les differentes etapes de la mitose sur des
parties de tissus vegetaux ou animaux qui croissent
rapidement. La pointe d'une racine d'oignon en est
un exemple: elle est formes de cellules qui subis-
sent des mitoses frequentes. La mitose est un proces-
sus continu. Cependant, pour I'etudier, on la divise
en quatre etapes principales: la prophase, la
metaphase, l'anaphase et la telophase. Chaque etape
__s_e caracterise par un agencement distinct des
chromosomes dans la cellule et par l'apparition ou
la disparition d'autres structures cellulaires. La
figure 5.7 (page 156) t'aidera a comprendre les dif-
ferentes etapes de la mitose.
La prophase
La mitose debuts avec la prophase. Au cours de cette
etape, la chromatine, qui se compose d'ADN et de pro-
teines, se condense et s'epaissit pour creer des exem-
plaires de chromosomes. A ce stade, chaque chromo-
some qui a Me duplique (copie) pendant la phase S de
l'interphase a la forme d'un X. Chaque moitie de ce X

est un exemplaire du chromosome initial. Comme les
deux moities sont liees par le centrometre, on consi-
dere qu'elles constituent toujours un seul chromo-
some. Chacun des chromosomes etant forme de deux
chromatides identiques, _chaque cellule fille recevra
un ensemble corn let de enes issus de 1 celluh
~ i a duplication des chromosomes n'avait pas
heu, chacune des cellules filles ne recevrait, pendant
la mitose, que la moitie des genes de la cellule mere,
apres la division des chromosomes. Les autres struc-
tures de la cellule changent aussi lors de la prophase.
La membrane nucleaire et le nucleole disparaissent.
Les centrioles faites de microtubules migrent vers les
poles opposes de la cellule. Des filaments du fuseau,
aussi faits de microtubules commencent a se former
entre les deux centrioles.
REFLEXION
Comment la mitose permet-elle de
produire de nouvelles cellules?
Contexte
Les schernas ci-dessous montrent des cellules provenant de
la pointe de racines d'oignon avant et apres la mitose. Au
debut de la mitose, une cellule contient 16 chromosomes
dupliques, c'est-a-dire composes de 2 chromatides chacun.
Au terme de la mitose, les deux cellules filles comptent, elles
aussi, 16 chromosomes chacune. (Rappelle-toi qu'une chro-
matide, c'est la rnoitie d'un chromosome duplique, Lorsque
les chromatides se separent dans des cellules distinctes, on
les appelle de nouveau «chromosomes »].
Ce que tu dois faire
Etudie les schernas de cellules de pointes de racines
d'oignon ci-dessous. Compare le nombre de chromosomes
de la cellule 1et le nombre de chromosomes des cellules 2
et 3, puis reponds aux questions suivantes.
1. Qu'observes-tu apropos du nombre de chromosomes
dans les cellules 1, 2 et 3? Comment est-il possible, a
Cellule 1
partir des 16 chromosomes de la cellule 1, d'obtenir 16
chromosomes dans chacune des cellules 2 et 3?
Explique brievement ce qui s'est passe.
2. Que peux-tu dire des caracteristlques de chaque chro-
mosome dans les cellules 1, 2 et 3 ?
3. Penses-tu qu'il existe d'autres structures cellulaires
(qu'on ne peut pas voir au microscope optique) qui par-
ticipent au processus de repartition, dans les cellules 2
et 3, des chromosomes de la cellule 1 ? Si tel est le cas,
formule une hypothese sur le role de ces structures pen-
dant la mitose.
4. Indique tous les changements dans I'organisation des
chromosomes qui doivent se produire entre la cellule
mere (1) et la formation des deux cellules filles (2 et 3).
Dessine au moins cinq cellules distinctes pour illustrer
ces changements. (Indice: si les cellules 2 et 3 contien-
nent la rnerne information qenetique, comment les chro-
mosomes devront -ils etre aqences pour se repartir
eqalernent entre les cellules 2 et 3 ?)
Cellule 2 Cellule 3
\
-, \
I', J/I' )
I~-I' ,~
membrane
r "n nucleaire
, \\ ~ ~ " -' rnembrane++r-
, r J .•
___ ~ ~ cellulaire
"..~-- paroi ---'-
cellulaire
16 chromosomes
16 chromosomes
16 chromosomes
nouvelles membranes cellulaires
La reproduction cellulaire et les chromosomes • 155