Cycle cellulaire
Depuis ta naissance, le nombre de cellules dans ton corps n'a cessé d'augmenter. ce nombre continuera d'augmenter jusqu'à ce que tu atteignes ta maturité physique (vers 18 ans pour les garçons et 16½ ans pour les filles) et sans doute plus tard. Pourtant, tu n'étais au moment de ta conception qu'une seule cellule (appelée zygote). Comment est-ce qu'à partir d'un seul zygote, tu es devenu un être complexe comportant des milliards de cellules, chacune avec une fonction spécifique?
Comme la théorie cellulaire le suggère, toutes les cellules se reproduisent. Que signifie le mot reproduction? Pour qu'il y ait reproduction, il faut que le nombre d'individus augmente. Donc, dans le cas des cellules, il y a reproduction cellulaire lorsque à partir d'une seule cellule, deux cellules sont produites. Le processus par lequel une cellule se divise en deux cellules s'appelle la mitose. mais avant d'étudier la mitose en détail, voyons le cycle de vie de la cellule.
Le cycle cellulaire commence avec une cellule (cercle gris en haut au centre du schéma)
Ce cycle se produit constamment dans ton corps depuis la première cellule dont tu proviens. Cela signifie que la séquence d'ADN qui se trouvait dans le zygote dont tu proviens, il y a 13, 14 ou 15 ans, est exactement la même séquence qui se trouve dans chacune des milliards de cellules qui composent ton corps aujourd'hui. De fait, ce processus est si fréquent que si l'on reliait bout à bout les filaments d'ADN produits dans les cellules de ton corps qui étaient dans la phase S au cours des 60 dernières secondes, ils couvriraient une distance de 100 000 kilomètres! (Source : Henry G. Friesen, Ph.D., président du Conseil - Génome Canada - Le 6 nov. 2000 - Toronto) Peux-tu imaginer combien d'ADN tu as produit depuis que tu n'étais qu'un zygote?
Le cycle cellulaire a une durée différente pour différentes cellules et différentes conditions. Par exemple, dans des conditions idéales, certaines bactéries (organismes unicellulaires) ont un cycle cellulaire d'une durée de deux heures. Fait le calcul : Combien de bactéries seront produites à partir d'une seule cellule en 24 heures si le cycle ne dure que deux heures? Combien en 48 heures? Voilà comment une infection bactérienne peut devenir un important problème de santé en peu de temps!
note ; Il existe aussi une phase G0 (pas de croissance). Elle n'est pas représentée dans le schéma car elle ne concerne pas la reproduction cellulaire. Cette phase a lieu pendant la phase G1.
Comme la théorie cellulaire le suggère, toutes les cellules se reproduisent. Que signifie le mot reproduction? Pour qu'il y ait reproduction, il faut que le nombre d'individus augmente. Donc, dans le cas des cellules, il y a reproduction cellulaire lorsque à partir d'une seule cellule, deux cellules sont produites. Le processus par lequel une cellule se divise en deux cellules s'appelle la mitose. mais avant d'étudier la mitose en détail, voyons le cycle de vie de la cellule.
Le cycle cellulaire commence avec une cellule (cercle gris en haut au centre du schéma)
- La cellule nouvellement formée passe d'abord dans une première phase de croissance et de spécialisation (G1 - G pour gap). Dans cette phase, la cellule augmente en volume et se spécialise de manière à ce qu'elle puisse accomplir la fonction pour laquelle elle est destinée (par exemple, une cellule nerveuse, cardiaque ou sanguine). Cette spécialisation est très importante car une cellule non spécialisée ne serait d'aucune utilité pour l'organisme et utiliserait les ressources énergétiques sans raison. Les cellules qui sont mal formées et qui ne se spécialisent pas sont normalement éliminées par le système immunitaire. Sans cela, une cellule non spécialisée continuera à se diviser sans fin et à utiliser de plus en plus les ressources du corps. C'est un cancer.
- La cellule continue à accomplir sa fonction dans la phase de synthèse (S), mais elle produit un double de tous ses chromosomes dans le noyau en préparation pour la division cellulaire (mitose). les chromosomes sont des longs filaments d'ADN (acide désoxyribonucléique). C'est l'ADN qui agit comme une liste d'instructions qui programment le fonctionnement et la composition des cellules.
- Après la synthèse de l'ADN, la cellule passe par une seconde phase de croissance(G2). Elle accumule alors du cytoplasme (incluant un dédoublement des organites) qui sera distribué également dans les deux cellules lors de la division cellulaire.
- Finalement, à la phase M (pour mitose), la cellule se divise en deux. Chaque cellule-fille contient une copie de tous les chromosomes (une copie a été produite à la phase S). Il est très important que les deux cellules possèdent les mêmes séquences d'ADN pour assurer que toutes les futures cellules-filles possèdent aussi le même matériel génétique. S'il y a une erreur dans l'assemblage des séquences d'ADN ou que les séquences ne sont pas distribuées également entre les deux cellules-filles de manières à avoir deux copies identiques, il y a une mutation. Cette mutation peut être positive, c'est-à-dire donner une avantage à l'individu. Par contre, dans la plupart des cas, la cellule possédant un code génétique différent sera éliminée par le système immunitaire ou produira un effet négatif, une déformation, une maladie, ou même la mort.
Ce cycle se produit constamment dans ton corps depuis la première cellule dont tu proviens. Cela signifie que la séquence d'ADN qui se trouvait dans le zygote dont tu proviens, il y a 13, 14 ou 15 ans, est exactement la même séquence qui se trouve dans chacune des milliards de cellules qui composent ton corps aujourd'hui. De fait, ce processus est si fréquent que si l'on reliait bout à bout les filaments d'ADN produits dans les cellules de ton corps qui étaient dans la phase S au cours des 60 dernières secondes, ils couvriraient une distance de 100 000 kilomètres! (Source : Henry G. Friesen, Ph.D., président du Conseil - Génome Canada - Le 6 nov. 2000 - Toronto) Peux-tu imaginer combien d'ADN tu as produit depuis que tu n'étais qu'un zygote?
Le cycle cellulaire a une durée différente pour différentes cellules et différentes conditions. Par exemple, dans des conditions idéales, certaines bactéries (organismes unicellulaires) ont un cycle cellulaire d'une durée de deux heures. Fait le calcul : Combien de bactéries seront produites à partir d'une seule cellule en 24 heures si le cycle ne dure que deux heures? Combien en 48 heures? Voilà comment une infection bactérienne peut devenir un important problème de santé en peu de temps!
note ; Il existe aussi une phase G0 (pas de croissance). Elle n'est pas représentée dans le schéma car elle ne concerne pas la reproduction cellulaire. Cette phase a lieu pendant la phase G1.
Mitose
La mitose est la division de la cellule. Comme tu l'as vu dans le cycle cellulaire, la cellule se prépare à la mitose en doublant les chromosomes et en augmentant la quantité d'organites et de cytoplasme. Pour bien comprendre la division cellulaire appelée mitose, il est bon de comprendre la composition et le rôle des chromosomes.
Chromosomes
Les chromosomes sont de long filaments d'ADN (acide désoxyribonucléique). L'ADN est une molécule chimique qui contient une suite de bases. Il y a quatre bases :
Ces quatre bases constituent l'alphabet du code génétique. La façon que les lettres se suivent déterminent quelles protéines seront produites par les cellules. les protéines servent à fabriquer les cellules et les autres matières qui composent le corps (les hormones, les enzymes, ...). Une certaine suite de bases produit la matière responsable pour le pigment bleu des yeux, une suite différente produit le pigment brun. Il faut une très grande quantité de bases pour produire chaque protéine. Le code génétique se compose donc de millions de bases une à la suite de l'autre : AAA ACT GTC TGC TGC AAG AGC ATC AGC...
Chaque être vivant possède sa propre suite de bases qui le rend unique. Tu possèdes normalement 46 chromosomes dans chacune de tes cellules. Chaque cellule possède exactement la même copie des 46 chromosomes. Au début de ta vie, tu n'étais qu'une seule cellule (appelée un « zygote » provenant de la fécondation d'un ovule (de ta mère) par un spermatozoïde (de ton père). Ce zygote comptait 46 chromosomes (23 de l'ovule et 23 du spermatozoïde). Le zygote s'est séparé en deux cellules, puis en quatre, huit, ... jusqu'à ce qu'à des trillions de cellules qui te composent présentement. À chaque division, les deux cellules produites (cellules-filles) doivent avoir exactement le même code génétique que la cellule d'où elles proviennent (cellule-mère).
La mitose est un processus qui permet de diviser une cellule-mère en deux cellules-filles tout en conservant l'intégrité du code génétique.
Chromosomes
Les chromosomes sont de long filaments d'ADN (acide désoxyribonucléique). L'ADN est une molécule chimique qui contient une suite de bases. Il y a quatre bases :
- Adénine (A)
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
- Thymine (T)
Ces quatre bases constituent l'alphabet du code génétique. La façon que les lettres se suivent déterminent quelles protéines seront produites par les cellules. les protéines servent à fabriquer les cellules et les autres matières qui composent le corps (les hormones, les enzymes, ...). Une certaine suite de bases produit la matière responsable pour le pigment bleu des yeux, une suite différente produit le pigment brun. Il faut une très grande quantité de bases pour produire chaque protéine. Le code génétique se compose donc de millions de bases une à la suite de l'autre : AAA ACT GTC TGC TGC AAG AGC ATC AGC...
Chaque être vivant possède sa propre suite de bases qui le rend unique. Tu possèdes normalement 46 chromosomes dans chacune de tes cellules. Chaque cellule possède exactement la même copie des 46 chromosomes. Au début de ta vie, tu n'étais qu'une seule cellule (appelée un « zygote » provenant de la fécondation d'un ovule (de ta mère) par un spermatozoïde (de ton père). Ce zygote comptait 46 chromosomes (23 de l'ovule et 23 du spermatozoïde). Le zygote s'est séparé en deux cellules, puis en quatre, huit, ... jusqu'à ce qu'à des trillions de cellules qui te composent présentement. À chaque division, les deux cellules produites (cellules-filles) doivent avoir exactement le même code génétique que la cellule d'où elles proviennent (cellule-mère).
La mitose est un processus qui permet de diviser une cellule-mère en deux cellules-filles tout en conservant l'intégrité du code génétique.
Phases de la mitose
Étapes de la mitose
Avant la mitose : Fin de l'interphase
Prophase : première phase de la mitose (« pro » signifie premier)
Métaphase : deuxième phase de la mitose
Anaphase : troisième phase de la mitose
Télophase : Dernière phase de la mitose
Après la mitose : Interphase
Les cellules-filles se spécialisent et croissent. Un nouveau cycle cellulaire commence qui aboutira à une autre mitose et ainsi de suite.
Deux animations interactives qui t'aideront à comprendre la mitose:
Avant la mitose : Fin de l'interphase
- Réplication de l'ADN : Pour que la division cellulaire produise deux cellules-filles identiques entre elles et identiques à la cellule-mère, chaque chromosome doit être copié. Après la réplication, le chromosome possède deux copies qui sont liés entre elles par un centromère. C'est ce qui donne au chromosome son aspect en X bien connu (voir le schéma précédent)
- Réplication du centrosome : Le centrosome est dupliqué pour pouvoir attirer les copies des chromosomes vers les pôles opposés de la cellule.
Prophase : première phase de la mitose (« pro » signifie premier)
- Les chromosomes s'enroulent sur eux-mêmes, ce qui donne l'impression qu'ils s'épaississent. Ils adoptent leur forme en X et on peut les voir individuellement au lieu d'un mélange qui ressemble plutôt à une boule de spaghetti.
- La membrane du noyau se décompose et les chromosomes sont libres dans le cytoplasme.
- Les centrosomes se déplacent vers les pôles de la cellule.
- Des fibres s'étirent à partir des centrosomes - On appelle l'ensemble de ces fibres le fuseau ou aster (le mot aster signifie « étoile » - le fuseau ressemble à une étoile de fibres dont le centre est le centrosome).
Métaphase : deuxième phase de la mitose
- Les centrosomes sont aux pôles et la membrane nucléaire est disparue.
- Les extrémités des fibres du fuseau s'attachent à chacun des centromères au centre des chromosomes.
- Les fibres commencent à se rétracter. Ceci a pour effet d'attirer les chromosomes au centre de la cellule (à l'équateur). C'est comme s'il y avait deux pêcheurs de chaque côté d'un étang qui attrapent le même poisson et qui cherchent à le ramener de leur côté. Les deux tirant également, le poisson se retrouve au centre de l'étang.
- C'est à cette étape que les scientifiques photographient les chromosomes pour pouvoir les compter et les mesurer. Puisqu'ils sont tous alignés sur la plaque équatoriale, on peut plus facilement les voir individuellement.
Anaphase : troisième phase de la mitose
- Les fibres continuent à tirer sur les centromères jusqu'au point de les briser.
- Les chromatides de chaque chromosomes se trouvent alors tirés vers les centrosomes qui se trouvent aux pôles.
- De cette manière, chaque pôle se retrouve avec une copie complète de tous les chromosomes.
Télophase : Dernière phase de la mitose
- La membrane cellulaire s'étrangle entre les deux groupes de chromosomes, divisant le cytoplasme et les organites en deux cellules-filles (cytokinèse).
- La membrane nucléaire se reforment autour de chaque groupe de chromosomes pour former deux nouveaux noyaux.
- Les chromosomes se déroulent pour former de nouveau la chromatine (les chromosomes emmêlés l'un sur l'autre comme une boule de spaghetti).
- Les deux cellules-filles qui résultent du processus sont génétiquement identiques entre elles et avec la cellule-mère d'où elle proviennent.
Après la mitose : Interphase
Les cellules-filles se spécialisent et croissent. Un nouveau cycle cellulaire commence qui aboutira à une autre mitose et ainsi de suite.
Deux animations interactives qui t'aideront à comprendre la mitose:
|
|
|
|
Autres ressources
Cycle cellulaire expliqué par la société canadienne du cancer
Cycle cellulaire animation Flash du CNRS
Mitoses - notes et exercices + corrigé (Tiré de http://passeport.univ-lille1.fr/)
Hérédité et ADN - CEGEP de Ste-Foy
Cycle cellulaire animation Flash du CNRS
Mitoses - notes et exercices + corrigé (Tiré de http://passeport.univ-lille1.fr/)
Hérédité et ADN - CEGEP de Ste-Foy
À moins d'indication contraire, le contenu origninal de ce site est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale 4.0 International.