Partie III : La transmission de l`information génétique au sein des

Partie III : La transmission de l’information
génétique au sein des cellules, d’un organisme,
d’une espèce
I. Introduction
Si des cellules meurent sans cesse, d’où proviennent les cellules neuves ?
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II. Mitose et c ycle cellulaire
Toutes les cellules somatiques (càd toutes les cellules du corps à l’exception des
gamètes) se multiplient selon un processus appelé mitose. L’intérêt est double :
remplacer les cellules qui meurent et assurer la croissance de l’individu.
Lors de la mitose, une cellule (appelée parfois cellule mère ) se scinde en deux.
Les deux cellules obtenues sont alors appelées cellules filles.
Problème : le partage de l'héritage...
1. Le partage équitable du cytoplasme de la
cellule mère entre les deux cellules filles
attribue à chacune de celles-ci
approximativement la moitié des organites
présents dans la première.
2. Le partage de l'unique noyau pose un autre problème, et de taille étant donné
l'importance vitale du noyau pour la survie de la cellule (il contient l’ADN !)
Il s'agira donc de fournir à chacune des cellules filles un noyau complet, avec
l'entièreté du matériel héréditaire, en tous points identique à celui de la cellule mère.
En pratique, cela signifie :
–que toute l'information héréditaire (l'ADN) doit être dupliquée, avant la mitose, afin
de disposer de deux exemplaires qui pourront être donnés à chaque cellule fille,
–que la répartition correcte de ces deux exemplaires devra être assurée entre les
deux cellules filles.
Déroulement d’un cycle cellulaire :
Le cycle cellulaire est un processus qui assure la multiplication continue des
cellules, une cellule fille fraîchement apparue devenant à son tour une cellule
mère... qui va disparaître au profit de deux nouvelles cellules filles.
On distingue deux grandes étapes, correspondant à l'accomplissement de
chacune des contraintes exprimées plus haut : ce sont l'interphase et la mitose
proprement dite (cette dernière concerne donc uniquement les phases visibles
de la division du noyau et du cytoplasme).
1. L’interphase :
Il s’agit de la période entre deux mitoses successives. Durant cette période, la
cellule grandit, accomplit la majeure partie de son activité et se prépare à se
diviser. Apparemment, rien ne se passe dans la cellule, hormis la poursuite de
ses activités normales. Cependant, c'est durant l'interphase qu'a lieu la
duplication de l'ADN, c'est à dire que chaque molécule d'ADN va être recopiée
afin d'en obtenir deux exemplaires. Cette étape s’appelle la réplication.
Durant l’interphase, l’ADN se présente sous une forme de chromatine.
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La réplication de l’ADN est facilitée par la structure-même de l'ADN : la double
hélice s'ouvre, et sur chaque montant, une nouvelle chaîne de nucléotide se
forme en utilisant la complémentarité des bases qui la constituent : l'adénine se
lie uniquement avec la thymine, la cytosine se lie uniquement avec la guanine .
Illustration :
la réplication, aussi
appelée phase de
synthèse ( S )
http://fr.wikipedia.org
L’interphase est subdivisée en deux autres phases de croissance (growth),
la phase G1 (avant S) et G2 (après S). Pendant ces phases des décisions sont
prises par la cellule (y a—il assez d’énergie pour se diviser, assez de place ?) et
des contrôles sont réalisés (l’ADN a-t-il été correctement recopié ?).
2. La m itose
La mitose est la division de la cellule mère en deux cellules filles identiques
entre elles et identiques à la cellule mère grâce au partage équitable du
matériel cellulaire en deux parties.
Activité 1 : Légende le schéma du cycle cellulaire
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Activité 2 : A l’aide des documents qui te sont fournis, décris les étapes
de la mitose
Document 1:
Alors que beaucoup d'illustrations semblent indiquer le contraire, les
chromosomes sont des structures temporaires, qui n'apparaissent que lors de la
division de la cellule. Ils sont formés par le
compactage des molécules d'ADN et de leurs
protéines d'accompagnement (= les histones).
Il s'agit donc de chromatine condensée. Chaque
chromosome est constitué de deux « bras », les
chromatides, unies par une zone de jonction
unique, le centromère. Les deux chromatides
contiennent les deux exemplaires obtenus par la
réplication d'une molécule d'ADN, ils possèdent
donc des informations génétiques identiques.
Document 2 :
Comportement des chromosomes à différentes moments de la multiplication
cellulaire (ou mitose)(BESNARD, P., et al., SVT 3e , Hachette, 2008, p. 45).
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Description de la mitose :
Elle se déroule de façon continue, mais on peut la subdiviser en quatre étapes :
la prophase, phase de préparation, caractérisée par :......................................................
.................................................................................................................................................................
la métaphase, phase intermédiaire, caractérisée par :......................................................
.................................................................................................................................................................
l’anaphase, phase de partage de l’info, caractérisée par :...............................................
.................................................................................................................................................................
la télophase, phase terminale, de partage du cytoplasme, caractérisée par :..........
.................................................................................................................................................................
III. M éiose et reproduction sexuée
Nous avons vu précédemment que les cellules germinales, à l’origine des ovules
chez la femme et des spermatozoïdes chez l’homme, ne se multiplient pas par
mitose. En effet, les cellules germinales se forment par méiose. POURQUOI ?
Les caryotypes
Avant de comprendre le rôle de la méiose intéressons nous au caryotype, càd au
résultat du classement des chromosomes tels qu’ils apparaissent lors des
divisions cellulaires.
Afin de réaliser un caryotype, il faudra utiliser des colorants qui mettent les
chromosomes en évidence (facile, chromo = couleur, ils tirent leur nom de là).
Ensuite, on éclate la cellule alors qu’elle est en pleine division, ce qui permet de
disperser les chromosomes, et on prend une photographie. Enfin, on découpe
chaque chromosome et on les range par paire, selon leur taille (du plus grand,
ceux de la paire n°1, au plus petit...).
Voici des caryotypes humains :
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