La division cellulaireI- Introduction
II- Le cycle cellulaire
III- Réplication de l’ADN
IV- Mécanismes de la mitose
Les phases de la mitose
V- Régulation de la division cellulaire
Les cellules tumorales
VI- Division des cellules reproductrices: Méiose
• Reproduction asexuée :
– Un seul parent
– Patrimoine génétique inchangé
– Les organismes obtenus forment un clone.
I- Introduction
2 types de divisions cellulaires :Scissiparité chez les procaryotesMitose chez les eucaryotes
les mécanismes sont différents
Organismes pluricellulaires
La croissance et le développement se font à partir d’une cellule unique par MITOSE.
I- Introduction: Développement chez les eucaryotes
2 cellules filles avec un matériel génétique identique.
Cellule mère
Toutes les cellules contiennent les mêmes gènes
Nécessité de dupliquer le stock d’ADN avant chaque division => réplication de l’ADN
II- Le cycle cellulaire
La mitose ne constitue qu’une étape du cycle de la division cellulaire appelé aussi cycle cellulaire.
Cycle cellulaire
Interphase : 90% du cycle= période de croissance et de réplication de l’ADN
Phase M : 10% du cycle division de la cellule
II- Le cycle cellulaire
L’interphase: 3 phases successives
G1
•G1 = phase de croissance de la cellule sans synthèse d’ADN.
G2•G2 = phase de croissance, la cellule
finit de se préparer avant division
S
•S = phase de réplication de l’ADN.
La phase M suit la phase G2: la cellule se divise.
M
II- Le cycle cellulaire
G1
G2
S
M
II- Le cycle cellulaire
• Fin de phase S: chromosomes à deux chromatides liées par le centromère.
Centromère
• Début de phase S: chaque chromosome est constitué d’1 chromatide
• Phase S: chaque chromosome est répliqué en deux copies identiques = les chromatides sœurs.
Chromatides sœurs
III. La réplication de l’ADN (Phase S)
Le mécanisme de réplication est semi-conservatif
Molécules filles
Chaque molécule fille a un brin parental et un brin néosynthétisé.
III. La réplication de l’ADN (Phase S)
ADN parental
A lieu dans le noyau avant la division cellulaire.
III. La réplication de l’ADN: mécanisme
Les 2 brins d’ADN se séparent : synthèse d’un nouveau brin complémentaire à partir de nucléotides libres.
Il s’agit d’une réaction anabolique.
Chaque brin parental sert de matrice pour la synthèse du nouveau brin.
Réalisée par l’ADN polymérase.
Mitose: la cellule mère se divise pour donner deux cellules filles génétiquement identiques. Chaque cellule fille contient le même nombre de chromosomes que la cellule mère (2n).
IV- MITOSE
La mitose ( phase M ) suit la phase G2.
Elle comprend 5 étapes et se termine par la division du cytoplasme.
•Prophase•Prométaphase•Métaphase•Anaphase•Télophase
IV- MITOSE
La mitose implique une compaction maximale des chromosomes.
Chromosomes mitotiques
Condensation des chromosomes. Le centrosome se duplique, les deux centrosomes migrent vers les pôles de la celluleet le fuseau mitotique se forme.
noyau
Chromosome répliqué formé de 2 chromatides
centrosome
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
IV- MITOSE : phases de la mitose
Les événements de la mitose reposent sur une structure appelée fuseau de division formé de microtubules, élaboré à partir du centrosome.
IV- MITOSE : le fuseau de division
Centrosome
Cellule animale en interphase
Les microtubules
Condensation des chromosomes. Le centrosome se duplique, les deux centrosomes migrent vers les pôles de la celluleet le fuseau mitotique se forme.
noyau
Chromosome répliqué formé de 2 chromatides
centrosome
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
IV- MITOSE : phases de la mitose
L’enveloppe nucléaire se fragmente.Les microtubules s’attachent progressivement aux chromosomes.
Fibre du fuseau = microtubule
Fragmentation de l’enveloppe nucléaire
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
IV- MITOSE : phases de la mitose
Chaque chromatide sœur est liée à un microtubule.Tous les chromosomes sont alignés à l’équateur de la cellule = plaque équatoriale.
Plaque équatoriale
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
IV- MITOSE : phases de la mitose
Les chromosomes se défont.Les chromatides sœurs migrent vers les pôles opposés de la cellule.
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
Chromatides soeurs
IV- MITOSE : phases de la mitose
Les chromosomes ont finit leur migration.Ils commencent à se décondenser.La cellule s’allonge.Les noyaux se reforment.
Enveloppe nucléaire
sillon de division
Division du cytoplasme
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
IV- MITOSE : phases de la mitose
Division du cytoplasme. Les chromosomes continuent de se décondenser.
Chaque cellule fille contient le même nombre de chromosomes que la cellule mère.
Chaque chromosome a 1 chromatide
InterphaseMitose• Prophase• Prométaphase• Métaphase• Anaphase• Télophase
IV- MITOSE : phases de la mitose
IV- MITOSE :
V- Régulation de la division cellulaire
Régulation de la division
•Densité de population : lorsque la population de cellules atteint une certaine densité, elle ne croît plus = inhibition de contact.
•Le cycle cellulaire comporte des points de contrôle en phase G1 et en phase G2 : les conditions externes et internes doivent être favorables pour permettre la division.
•Régulation hormonale (facteurs de croissance).
•Développement et croissance de l’organisme.
V- Régulation de la division cellulaire
Cellules en culture : arrêt de la croissance par inhibition de contact
Formation des tumeursTransformation d’une cellule: passage d’un état normal à prolifératif
Système immunitaire
tissu
V- Régulation de la division cellulaire
cellules tumorales
Formation des tumeursTransformation d’une cellule: passage d’un état normal à prolifératif
Système immunitaire
Tumeur = masse anormale de cellules
localisée = bénigne
tissu
propagation = tumeur maligne
métastase
V- Régulation de la division cellulaire
cellules tumorales
Tumeur bénigne :
• Les cellules demeurent regroupées et ne se séparent pas.
• La tumeur demeure bien circonscrite.
Tumeur maligne :
• Des cellules se détachent de la tumeur principale (métastases) pour former d'autres tumeurs dans le corps.
V- Régulation de la division cellulaire
Méiose: production des gamètes, uniquement dans les organes reproducteurs.
deux divisions successives qui donnent 4 cellules filles.
VI- MEIOSE
Cellule mère diploïde (2N chromosomes)
Cellules filles haploïdes (N chromosomes)
VI- MEIOSE
Division I:Les chromosomes homologues se séparent.
VI- MEIOSE
Division I:Les chromosomes homologues se séparent.
Division II:Séparation des chromatides soeurs.
A la fin de la méiose, chaque cellule a 1 seul exemplaire de chaque chromosome.Chaque chromosome a 1 chromatide
VI- MEIOSE
Réduction de moitié du nombre de chromosomes.
Division I Division II
Prophase I
Prométaphase I
Métaphase I
Anaphase I
Télophase I
Prophase II
Prométaphase II
Métaphase II
Anaphase II
Télophase II
Séparation des chromatides sœurs
VI- MEIOSE
Métaphase I: Les chromosomes homologues s’alignent sur la plaque équatoriale.
Anaphase I: les chromosomes homologues migrent vers des pôles opposés.
Télophase1:Les chromosomes ont rejoint les pôles. Chaque pôle contient un lot haploïde de chromosomes.
VI- MEIOSE
Métaphase II : les chromosomes s’alignent sur la plaque équatoriale
Anaphase II : le centromère se dédouble, chaque chromatide migre vers un pôle de la cellule.
Télophase II:Les noyaux se reforment aux pôles de la cellule.4 cellules filles haploïdes
Formation d’un nouveau fuseau.
VI- MEIOSE
VI- MEIOSE : recombinaison méiotique
RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE
VI- MEIOSE : recombinaison méiotique
2N-1 possibilités => N=23 paires de chromosomes => 222 > 4 millions de possibilités
RECOMBINAISON INTRA-CHROMOSOMIQUE (crossing-over)
RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE
VI- MEIOSE : recombinaison méiotique
2N-1 possibilités => N=23 paires de chromosomes => 222 > 4 millions de possibilités
RECOMBINAISON INTRA-CHROMOSOMIQUE (crossing-over)
RECOMBINAISON INTER-CHROMOSOMIQUE
Conclusion: MITOSE /MEIOSE
MITOSE MEIOSE
Pendant l’interphase avant le début de la
division.
Pendant l’interphase avant le début de la
méiose.
Réplication de l’ADN
1 seule division : prophase, prométaphase, métaphase,
anaphase et télophase.
2 divisions, pas de réplication entre les 2
divisions.
Nombre de divisions
2 cellules filles diploïdes identiques(2N chromosomes)
4 cellules filles haploïdes différentes (N chromosomes)
Nombre de cellules filles
Développement d’un organisme, régénération
des tissus
Production de gamètesRôle