Les divisions cellulaires

Les divisions cellulaires
Introduction
Suivi des chromosomes et découverte de 2 modalités de divisions cellulaires différentes
Mitose Strasburger 1870 puis 1884 -prophase anaphase...
Meiose Van Beneden 1883
Partir de photos des 2 types de divisions, noter différences et ressemblances
Des processus cellulaires semblables, mais des modalités de transmission de l'information génétique différente -->
rôles différents au sein de l'organisme.
1. Des processus cellulaires en commun
La division de la cellule implique la réplication de l'information génétique, sa compaction, et la mise ne jeu du
cytosquelette pour segréger l'information dans les cellules filles ou bien pour partitionner la cellule
1.1. Réplication et compaction du génome
Début d'élaboration du graphe Q d'ADN en fonction du tps pour les 2 types de division
Phase S=doublement du matériel génétique. Un mot de la réplication semi-conservative et ex des modalités de
réplication chez les eucaryotes
2 ADN polymerase, δ pour le brin leader (sens 5' vers 3') et α pour l'autre brin (synthèse des fragments d'Okasaki)
Compaction : photo squelette chromosome et ADN déroulé. Octomère d'histones, enroulement et échaffaudage de
protéines (exp de coupure ADN toutes les 200 pb, entre les histones= nucléosome)
1.2. La mise en jeu du cytosquelette : le fuseau de divisions, les asters (animaux) et la partition du
cytoplasme
Ex d'une cellule animale : duplication des centrosomes, microtubules de l'aster, microtubules kinetochoriens et
microtubules du fuseau. Anneau contractile : actine+myosine II -*photo.
Un mot du phragmoplaste ds les cell veg?
1.3. Transmission cytoplasmique
Organites distribués égalitairement via cytoplasme -association possible du RE au fuseau et subdivision du golgi et RE
en petites vésicules pour une distrib plus homgène- Fission des mito et chloroplastes
2. Des modalités différentes de transmission de l'information génétique
2.1. Quantité d'ADN transmise et modalités de transmission des chromosomes
Par spectrophotométrie, on peut mesurer la teneur en ADN des cellules.
*Graphes de comparaison de la quantité d'ADN des cellules d'un méristème et d'une anthère de Lis : maintien d'une
même quantité dans un cas, diminution de moitié, dans l'autre.
*Lames: méristème racinaire (ou écrasement de racine) et lame d'anthère jeune. S'aider de reproductions plus
« jolies » dans les livres de génétique à la liste.
Dessin interprétatif comparé (chromosomes seuls: mais faire attention, pour la suite, de prendre au moins 2 paires de
chromosomes)(soigner aussi le code couleur/forme: repérage des homologues, couleurs différentes pour chr paternel
et maternel). Faire 2 mitoses: haploide/diploide.
Séparation chromatides/homologues. *Chiasmas à montrer aussi sur micrographies, et complexes synaptonémaux au
MET
2.2. Mêmes allèles transmis versus recombinaison (brassage)
Mise en évidence
Mitose : organismes clonaux eucaryotes. Les cellules gardent le même génotype (ex auxotrophie de Neurospora)
Parallélisme entre le comportement des chromosomes et le comportement des gènes.
Méiose :
Parallélisme entre le comportement des chromosomes et les lois de Mendel.
Illustration avec le cas suivant.
sur le Pois, réalisation d'un Test cross avec une F1 issue du croisement [fl blanches b; graine verte v ; graine ridée
r]x[fl violettes V; graine J; graine L]
On obtient 8 phénotypes, dont les 2 parentaux VJL et bvr, ces 8 phénotypes correspondent au génotype des spores (et
donc des gamètes) du parent F1 (car test cross). On voit que, par rapport aux parents VJL et bvr, on obtient des
cellules filles à génotype (1) différent entre elles et (2) différant parfois de celui des parents. Sur 100 descendants:
VJL -22
VvL-5
bvr-19
bJr-6
VJr-21
Vvr-4
bvL-18
bJL-5
Replacer les gènes sur les chromosomes sur le dessin de méiose : 2 gènes sont liés, on doit voir l'obtention des 8
génotypes possibles. Placer la même chose sur la mitose diploide: on n'obtient que des cellules filles VJL/bvr
Pour la méiose, on illustre ainsi le brassage interchromosomique (gènes sur des chromosomes différents) et
intrachromosomique (gènes sur le même chromosome: bien expliquer et zoomer sur les crossing over) autrement dit
encore, la recombinaison. Petit calcul du nb de cellules de génotypes différents possibles quand le nb de gènes
augmente...
3. Conséquences pour l'organisme et conséquences à plus grande échelle
3.1. Mitoses : quelle utilité pour l'organisme
Mitose: multiplication fidèle des cellules
Reproduction asexuée – ex??
De la cellule oeuf à l'organisme pluricellulaire : clivage et mitoses
La croissance des organismes : ex des végétaux, généralisaiton aux animaux
Le renouvellement tissulaire : ex des animaux-cellules souches
L'immunité
Le contrôle nécessaire de la mitose.
Exp d'injections et découverte du MPF. Eventuellement oscillations des cyclines.
Points de contrôle : G1 checkpoint--> entrée phase S (cycline G1); entrée phase M (Cycline mitotique); sortie phase M
à la transition meta-anaphase: destruction de la M cycline.
Modele Cycline dpdt kinase+cycline --> phosphorylation de protéines entrainant l'avancée du cycle
3.2. Méiose et place dans la reproduction sexuée
Rôle donc de la méiose dans la reproduction sexuée-génère la recombinaison génotypique
Divisions s'accompagnant (1) d'une génération de diversité MULTILOCUS (GENOTYPES nouveaux créés) et (2) aussi
d'une réduction de la quantité d'ADN: pour retrouver la diploïdie il faudra une fécondation, qui arrive à des endroits
divers après la méiose, ou avant! (comparer brièvement embryophytes/animaux/ascomycètes)
Rôle donc de la méiose dans la reproduction sexuée-génère la recombinaison génotypique
3.3. Divisions cellulaires et variabilité intraspécifique
Dues à la réplication, que ce soit pour la mitose ou la méiose
L'ADN polymérase, pendant la phase S, réplique les 2 brins de façon semi conservative, grâce aux propriétés
d'appariement des bases. Cependant, cette enzyme a un taux d'erreur qui, même s'il est très faible, peut induire
différents types de mutations:
-des mutations ponctuelles si mauvais appariement
-des microdélétions/insertions si la polymérase « glisse » le long des filaments (ex syndrome X fragile: dû à
un nb de répétitions important ds la région 5' régulatrice d'un gène porté par X)
Les mutations spontanées des bases peuvent être conservées par la réplication :
-ex tautomérisation : forme énol de T s'apparie avec G; forme imino de C s'apparie avec A; faire une
réplication avec un ex.
-ou bien désamination
Dues à la recombinaison donc lors de la méiose : certaines mutations chromosomiques
-Non disjonction et variation du nb de chromosomes (faire un schéma). Cas extrême: on aboutit à de la
polyploïdie, si tous les chromosomes restent ensemble.
-crossing over inégaux: duplication et délétions induites
CCL Cancers...
Bibliographie
Alberts, Biologie moléculaire de la cellule
Suzuki Introduction à l'analyse génétique
Atlas de biologie cellulaire pour des photos éventuelles
Raven Biologie végétale (pour les cycles de développement)