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Le cycle cellulaire Département de Biologie (T. Sahraoui) COURS 2011/2012 En biologie, la multiplication c’est la même chose que la division! INTRODUCTION Le mot cycle nous vient du grec «kyklos» qui signifie circule. Un cycle c’est un événement qui se répète. Alors les cellules vivantes se dupliquent elles mêmes après un cycle cellulaire. Mais le cycle cellulaire n’est pas une répétition simple parce qu’il implique une duplication de la cellule et de son contenu suivi d’une division cellulaire. LA MITOSE Une cellule Deux cellules identiques Au cours de la division cellulaire, chacun des chromosomes est reproduit intégralement. Une copie de chaque chromosome migrera dans chacune des deux cellules obtenues à la fin de la division. 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. • Chaque copie migre dans une cellule Chromatides sœurs Centromère ÉTAPES DE LA MITOSE • Interphase • Prophase • Métaphase • Anaphase • Télophase Interphase • Interphase • • • • Prophase Métaphase Anaphase Télophase •Phase G1 Croissance •Phase S Croissance Réplication ADN •Phase G2 Croissance Derniers préparatifs avant la division Interphase 90% du cycle cellulaire. L’interphase comprend la phase G1, la phase S et la phase G2. Phase G1 : C’est une phase de croissance cellulaire et de préparation à la réplication de l’ADN (environ 12h). Phase S : phase de synthèse d’ADN. C’est durant la phase S que s’effectue la réplication de l’ADN (environ 8h). Réplication de l’ADN : Elle se déroule dans le noyau de la cellule. Cette étape permet de former deux molécules d’ADN à partir une seule molécule initiale. Les deux brins constitutifs de l’ADN vont être séparés, ils serviront de matrice pour la synthèse des brins complémentaires. Le complexe enzymatique intervenant dans la réplication de l’ADN est l’ADN polymérase. Il synthétise les nouveaux brins dans le sens 5’→3’, un brin va être synthétisé de manière continue (brin continu), le second sera discontinu (brin discontinu) et ses fragments seront reliés par une enzyme, la ligase. Phase G2 : phase de croissance et de préparation à la mitose (environ3h) Phase mitotique : La mitose (Phase M) La mitose est la division cellulaire, elle forme deux cellules filles au patrimoine génétique identique entre elles et identique à celui de la cellule mère. La mitose est séparée en 4 phases différentes : la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase. Prophase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Formation du fuseau Condensation de la chromatine en chromosomes Fragmentation de la membrane du noyau Disparition du ou des nucléoles Chromatine Fibres du fuseau Chromosomes spiralisés Nucléole Interphase Prophase 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 centrosomes. Centrosomes Prophase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Formation du fuseau de division Centrosome = petite structure formée tubules de protéines située près du noyau Centrosome Le centrosome • Petite structure formée de deux centrioles. Centrioles • Chaque centriole est formé de 9 groupes de 3 tubules Le centrosome • À l’interphase, les centrosomes se dédoublent. • À la prophase, les deux centrosomes s’éloignent l’un de l ’autre. • Les fibres du fuseau s’organisent entre les centrosomes. • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Le fuseau de division Dimensions Acide Nucleic Longeur Adenovirus 0.07 µm Ø DNA 11µ µm E.coli 1.7 x 0.65 µm DNA 1.3 mm 4.2 x 103 kb Noyau (cell humaine) 6 µm Ø 46 chr DNA 1.8 m 35 kb 6 x 106 kb • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase Condensation des chromosomes Centromère Prophase : Condensation de la chromatine, disparition du nucléole, fragmentation de la membrane nucléaire, mise en place du fuseau mitotique. 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. Métaphase : Les chromosomes se placent sur le plan équatorial de la cellule, les centrioles se place aux pôles cellulaire et le fuseau de division se forme. Les microtubules se lient aux centromères. Anaphase • • • • • Interphase Prophase Métaphase Anaphase Télophase • Les chromatides sœurs (copies de chromosomes) se séparent. • Les copies sont tirées par les fibres du fuseau et migrent aux extrémités de la cellule. Anaphase : Séparation des chromatides soeurs. Le raccourcissement des microtubules entraînent les chromosomes à une chromatide vers les pôles cellulaires. 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). Télophase : Les chromosomes se décondensent, l’enveloppe nucléaire se reforme, la cellule s’allonge. La télophase se termine par la cytodiérèse, division du cytoplasme, le cytosquelette permet l’étranglement de la cellule et sa division en deux cellules filles. Les cellules issues de la mitose peuvent commencer le cycle cellulaire ou devenir quiescentes (phase G0), c’est-à-dire qu’elles stoppent leur métabolisme. La mitose permet le renouvellement des cellules somatiques (cellules du corps excepté les gamètes). Les cellules de la muqueuse gastriques sont renouvelées tous les trois jours par mitose. Mitose de la cellule animale Inter Ana Pro Méta Télo
