Rappels sur la mitose et la méiose

Rappels sur la
mitose et la méiose
Octobre 2013
Table des
matières
Introduction
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I - La mitose
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1. Chez les cellules végétales ............................................................................................................ 5
2. Chez les cellules animales ............................................................................................................. 6
3. Conclusion .................................................................................................................................... 6
II - La méiose
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1. Le brassage inter chromosomique ................................................................................................. 9
2. Le brassage intra chromosomique ............................................................................................... 10
3. Particularité de la méiose chez les cellules végétales .................................................................. 11
4. Particularité de la méiose chez les cellules animales ................................................................... 11
5. Conclusion .................................................................................................................................. 11
Conclusion
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Introduction
Il existe deux types de divisions cellulaires chez les eucaryotesEucaryote : la mitose qui concerne les
cellules somatiques et assure la naissance de cellules identiques à la cellule mère lors de la multiplication
asexuée et la méiose qui aboutit à la production de cellules sexuelles ou gamètes pour la reproduction.
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La mitose
La mitose
I
Rappel : La structure d'un chromosome
Un chromosome lorsqu'il est dupliqué est
composé de deux chromatidesChromatide
"sœurs" identiques, contenant chacune une
molécule d'ADN. Les deux chromatides sont
reliées par le centromèreCentromère.
Chromosome
La division cellulaire, ou mitose, permet la croissance des tissus et leur renouvellement.
La mitose est un mécanisme qui permet à une cellule de se diviser et de transmettre son
information génétique de façon intégrale aux deux cellules issues de cette division ; cellules que
l'on appelle les « cellules filles ».
La mitose est divisée en 4 étapes principales qui peuvent à leur tour contenir des sous étapes,
cependant c'est un processus continu. La période comprise entre deux mitoses est appelée
interphase.
Les quatre principales étapes de la mitose sont :
1. la prophase.
Durant cette phase les
chromosomes
s'épaississent et se
raccourcissent.
Progressivement
l'enveloppe nucléaire va
disparaître.
3. l'anaphase.
Le centromère de
chaque chromosome se
divise n deux et
chaque les chromatides
sont attirées vers les
pôles suivant le fuseau
de division.
2. la métaphase.
Cette
étape
est
marquée par la position
des chromosomes au
milieu de la cellule pour
former
la
"plaque
équatoriale".
4. la télophase.
Les chromosomes se
condensent, ensuite les
nucléoles
vont
réapparaître et la
membrane
va
se
reconstituer autour de
chaque
lot
de
chromosomes
pour
donner
les
deux
cellules filles.
Chacune de ces phases se caractérise par des modifications dans le comportement des
chromosomes : leur degré de condensation change et ils se déplacent à l'intérieur de la cellule.
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La mitose
Complément : .
Le nombre de chromosomes est caractéristique de chaque espèce.
Chez les végétaux le nombre minimal de chromosomes est observé chez l'épinard (12) et le
nombre maximal chez le tilleul (82).
La durée des diverses phases varie d'un organisme à l'autre.
Exemple chez Tradescantia (végétal plus connu sous le nom de misère) :
Prophase : 105 minutes., Métaphase : 50 minutes., Anaphase : 15 minutes., Télophase : 30
minutes. Soit une durée totale de 200 minutes.
1. Chez les cellules végétales
Partage du cytoplasme et de la membrane cellulaire
a) Division de cellules végétales en microscopie
optique
Cette image et les schémas qui l'accompagne
nous permettent de comprendre comment une
cellule rigide peut néanmoins se diviser en deux
par formation d'une nouvelle paroi à mi-chemin
entre les deux noyaux fils.
Mitose végétale au Microscope Optique
b) Division de cellules végétales en microscopie
électronique
La précision du microscope électronique nous
permet de voir que des vésicules remplies de
matériaux nécessaires à la construction de la
paroi fusionnent à l'équateur de la cellule. La
Mitose végétale au Microscope électronique
paroi croit du centre vers la périphérie pour
atteindre les anciennes parois et fusionner avec elles.
Chez les végétaux, le processus de mitose reste localisé au niveau des méristèmes primaires et
secondaires (chez les dicotylédones).
Les mitoses sont donc à l'origine de la croissance en longueur (méristèmes primaires) et en
diamètre (méristèmes secondaires).
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La mitose
2. Chez les cellules animales
Partage des chromosomes
Ces préparation de cellules de Triton ont été
colorées artificiellement popur mettre en
évidence d'une part les chromosomes (en bleu),
d'autre part les microtubules (en vert). Ce
fuseau intervient dans la mitose de toutes les
cellules eucaryotes.
a) prophase
b) métaphase
c) anaphase
d) télophase
Les points colorés en rouge sont des protéines
associées aux microtubules.
Mitose de cellules animales (Triton)
Chez les animaux, le processus de mitose permet l'édification de l'organisme, sa croissance, le
renouvellement de ses cellules et éventuellement la cicatrisation des tissus.
Cependant, il faut noter que chez l'adulte de nombreuses cellules ne peuvent plus se diviser du
fait de leur différenciation poussée à l’extrême (hématies, neurones).
3. Conclusion
La mitose est le processus par lequel le matériel génétique d'une cellule est transmis, après sa
duplication, à deux cellules filles.
Cette transmission s'effectue sous forme de chromosomes qui résultent de la condensation et de
la compaction des molécules d'ADN.
La mitose se réalise en 5 étapes successives au cours desquelles les chromosomes s'individualisent
puis se répartissent dans les 2 cellules filles.
Il existe des différences entre mitose animale et végétale. Ces différences concernent l'origine et
la mise du fuseau mitotique ainsi que le partage du cytoplasme.
Complément
Pour visualiser l’enchaînement des différentes phases du processus de la mitose regardez cette
animation .
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La méiose
La méiose
I
La méiose, comme la mitose est toujours précédée d'une phase de duplication de l'ADN.
La méiose se déroule en deux divisions cellulaires successives, séparées par une interphase plus
ou moins longue.
C'est deux divisions sont :
une première division réductionnelle
Division réductionnelle durant la méiose
une deuxième division équationnelle.
Division équationnelle durant la méiose
Comme pour la mitose chacune des deux divisions de la méiose peut être divisée en quatre
phases, définies par l'aspect et la disposition des chromosomes.
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La méiose
L'interphase ou intercinèse qui suit la division réductionnelle quelle que soit sa durée est
caractérisée par une absence de toute synthèse d'ADN.
Les phases de cette deuxième division sont similaires à celle d'une mitose classique.
Regardez cette animation qui vous montre les différentes étapes de la méiose .
Sur le plan génétique la méiose présente plusieurs intérêts :
1. une réduction de moitié du nombre de chromosomes. Elle permet de faire passer les
cellules de l'état diploïde à l'état haploïde et ainsi de préparer la fécondation.
2. des recombinaisons génétiques. Contrairement à la mitose qui assure la conservation de
l'information génétique dans les cellules, la méiose permet un remaniement de
l'information génétique et ceci grâce à deux phénomènes qui se produisent lors de la
division réductionnelle : les recombinaisons intrachromosomiques et les recombinaisons
interchromosomiques que nous détaillerons plus tard.
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La méiose
1. Le brassage inter chromosomique
Le brassage inter chromosomique est celui qui a lieu entre les chromosomes au moment de la
méiose.
Au cours de la métaphase 1 la disposition des bivalents permet une répartition aléatoire des
chromosomes d'origine paternelle et maternelle et donc une ségrégation aléatoire au moment de
l'anaphase 1. Les cellules filles contiennent donc un mélange des chromosomes d'origine
paternelle et maternelle et donc de nouvelles combinaisons de chromosomes. il peut y avoir des
variations dans la répartition des chromosomes. Si n est le nombre haploïde de chromosomes, il
y a 2n possibilités. Dans le cas de l'espèce humaine, il y a 46 chromosomes dans les cellules soit
23 paires, le nombre de combinaisons est donc 223 (soit 8 388 608 combinaisons possibles). Si
l'on s'en tient à ce seul constat, la possibilité pour un couple d'avoir deux enfants strictement
identiques est infime car il y a 223 combinaisons pour la mère et 223 combinaisons pour le père.
Mais les possibilités de "faire du différent" dans la différence ne s'arrêtent pas là ...
Brassage inter chromosomique
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La méiose
2. Le brassage intra chromosomique
Le brassage intra-chromosomique est un brassage qui va avoir lieu entre chromatides, c'est à
dire entre les bras constitutifs des chromosomes, appartenant à la même paire de chromosomes.
Les deux chromosomes d'une même paire portent des allèles différents à un certain nombre de
locilocus (pluriel : loci).
Durant la prophase 1, la très forte condensation des chromosomes provoque des rupture dans les
chromatides. A la faveur de ces ruptures, des fragments de matériel génétique peuvent être
échangés entre les chromatides de deux chromosomes homologues. Cet échange constitue un
enjambement ou crossing-over. Au cours des crossing-over, un allèle porté par un chromosome
peut être échangé et porté par le chromosome homologue.
Les coupures et les soudures qui s'effectuent sont extrêmement précises, elles se font sans retrait
d'aucun nucléotide. Elles nécessitent l'intervention de nombreuses enzymes regroupées en de
volumineux complexes multi-enzymatiques associés aux nodules de recombinaison. Suite à ces
échanges, il existe de nombreuses combinaisons géniques dans chaque chromatide.
Brassage intra chromosomique
Complément
Pour mieux comprendre l’enchaînement des différentes phases de la méiose visionnez cette
animation .
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La méiose
3. Particularité de la méiose chez les cellules végétales
Chez les végétaux supérieurs, la méiose se déroule au niveau des verticilles reproducteurs de la
fleur : étamines et ovaires.
Elle est à l'origine de microspores qui donneront finalement les grains de pollen dans les
étamines et de macrospores qui sont à l'origine du sac embryonnaire dans l'ovaire.
La durée de la méiose varie d'une espèce à l'autre et dépend des conditions de l'environnement
(en particulier de la température).
Chez le lis la méiose dure de 7 à 15 jours (durée du stade pachytène : 5 à 10 jours).
4. Particularité de la méiose chez les cellules animales
Chez les animaux la méiose se déroule uniquement au niveau des gonades : testicules et ovaires.
Elle est à l'origine des gamètes.
Chez la souris mâle la méiose dure 12 jours (durée du stade pachytène : 5 à 6 jours) et chez
l'homme elle dure 24 jours (durée du stade pachytène : 15 jours).
5. Conclusion
Le déclenchement de la méiose semble dû à des facteurs chimiques et diffusibles mais les
mécanismes précis sont encore inconnus.
La méiose est un processus qui est associé à la reproduction chez les cellules eucaryotes.
Elle se déroule en deux divisions successives qui sont à l'origine de cellules haploïdes qui sont
génétiquement différentes entre elles et différentes de la cellule mère, nécessairement diploïde.
Elle est responsable de deux phénomènes importants :
- le brassage intra chromosomique permettant la recombinaison des segments de chromosomes
entre les deux chromosomes homologues d'une même paire
- le brassage inter chromosomique.
grâce à ces brassages, la méiose contribue à la production d'individus nouveaux, différents de
chacun de leurs parents, différents les uns des autres (sauf pour les vrais jumeaux).
Elle est à l'origine de la variabilité des populations, qui favorise leur évolution.
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La méiose
Conclusion
La mitose et la méiose sont les deux mécanismes qui permettent de transmettre l'information
génétique.
Lors de la mitose, il y a transmission, à l'identique, de l'information de la cellule mère aux cellules
filles. Ceci est permis par la réplication de l'information génétique juste avant la division cellulaire.
Les cellules concernées par la mitose sont des cellules non reproductrices appelées cellules
somatiques.
La méiose, elle, permet la transmission de l'information d'une cellule souche située dans les glandes
reproductrices aux cellules reproductrices.
Au cours de la méiose, l'information génétique est brassée : soit par brassage inter-chromosomique,
soit par brassage intra chromosomique.
Le stock chromosomique est aussi divisé par deux et il sera rétabli au moment de la fécondation.
Méiose et fécondation sont deux mécanismes naturels permettant la diversité des êtres humains.
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