Les divisions cellulaires des eucaryotes

Les chromosomes sont des structures universelles aux cellules eucaryotes (organismes dont les cellules ont un noyau). À chaque cycle de division cellulaire, chaque chromosome est dupliqué et donne un chromosome à deux chromatides, chacune transmise à une des deux cellules obtenues. C’est la base de la reproduction conforme.

Chez les eucaryotes, les chromosomes subissent une alternance de condensation-décondensation au cours du cycle cellulaire.

La division cellulaire mitotique est une reproduction conforme. Toutes les caractéristiques du caryotype de la cellule parentale (nombre et morphologie des chromosomes) sont conservées dans les deux cellules filles.

La méiose conduit à quatre cellules haploïdes, qui ont, chacune, la moitié des chromosomes de la cellule diploïde initiale.

Activité : comparaison mitose / méiose (Mettre en relation des informations)

Activité : observation de cellules en division (Mettre en relation des informations et/ou des connaissances - Utiliser un microscope - Utiliser des outils numériques)

Chapitre 1 : Les divisions cellulaires des eucaryotes

I. Le matériel génétique et les chromosomes

Les cellules eucaryotes contiennent du matériel génétique dans leur noyau.

Les chromosomes sont des structures universelles aux eucaryotes (ils en possèdent tous). Ils sont constitués d’ADN.

II. L’état des chromosomes au cours du cycle cellulaire

Le cycle cellulaire correspond à l’ensemble des étapes qui se succèdent dans la vie d’une cellule, depuis sa formation jusqu’à sa division en deux cellules filles. Il comprend une phase d’interphase (croissance et duplication de l’ADN) suivie d’une phase de division (mitose ou méiose).

L’état des chromosomes varie au cours du cycle cellulaire. Les chromosomes subissent une alternance de condensation et de décondensation.

En interphase (G1 – S - G2), ils sont déroulés = décondensés et ils se condensent à nouveau lors des divisions cellulaires (mitose ou méiose).

III. Les types de division cellulaire

Il existe deux types de division cellulaire :

• la mitose qui est une division conforme (les deux cellules filles sont identiques à la cellule mère = conformes au modèle),

• et la méiose qui est une division non conforme (les quatre cellules filles sont différentes de la cellule mère et différentes entre elles).

IV. La duplication et la transmission de l’ADN

À chaque cycle cellulaire, lors de la phase S, l’ADN est dupliqué (= c’est la réplication) ce qui donne des chromosomes constitués de deux chromatides.

Lors de la phase M (mitose ou méiose), chaque chromatide sera transmise à une des deux cellules filles obtenue par division.

V. Mitose et méiose comparées

1. La mitose (division conforme)

La mitose permet d’obtenir deux cellules filles identiques à la cellule mère. Elle conserve le caryotype (même nombre et même morphologie de chromosomes).

Phases de la mitose :

• Prophase : les chromosomes se condensent, la membrane nucléaire disparaît.

• Métaphase : les chromosomes s’alignent au centre de la cellule.

• Anaphase : les chromatides de chaque chromosome se séparent et migrent vers les pôles opposés.

• Télophase : les lots de chromosomes arrivent aux pôles, la membrane nucléaire se reforme, les chromosomes se décondensent.

• Cytodiérèse : séparation du cytoplasme → formation de 2 cellules filles identiques.

2. La méiose (division non conforme)

La méiose permet d’obtenir 4 cellules filles haploïdes à partir d’une cellule diploïde. Chaque cellule fille possède la moitié des chromosomes de la cellule mère. Elle comporte deux divisions successives.

Méiose I (division réductionnelle) :

• Prophase I : condensation des chromosomes, appariement des homologues (formation de bivalents), possibilité de crossing-over.

• Métaphase I : alignement des chromosomes homologues par paires au centre.

• Anaphase I : séparation des chromosomes homologues (chaque chromosome va vers un pôle).

• Télophase I + cytodiérèse : formation de 2 cellules haploïdes à 2 chromatides.

Méiose II (division équationnelle) :

• Prophase II : recondensation des chromosomes.

• Métaphase II : alignement des chromosomes au centre.

• Anaphase II : séparation des chromatides sœurs.

• Télophase II + cytodiérèse : formation de 4 cellules haploïdes différentes.

Chapitre 1 : Les divisions cellulaires des eucaryotes

• Cycle cellulaire = interphase (G1, S : réplication, G2) + division (M).

• Chromosomes : décondensés (interphase) / condensés (division).

• Mitose : 2 cellules identiques (division conforme).

  • Prophase → condensation des chromosomes.

  • Métaphase → alignement des chromosomes.

  • Anaphase → séparation chromatides.

  • Télophase → 2 cellules identiques.

• Méiose : 4 cellules haploïdes différentes (division non conforme).

  • Méiose I : séparation chromosomes homologues.

  • Méiose II : séparation chromatides.

• Chercheur·e en biologie cellulaire et moléculaire (Bac+8 minimum) : Il étudie les mécanismes du cycle cellulaire, de la mitose et de la méiose pour comprendre le fonctionnement normal des cellules et les maladies associées. Son travail se fait en laboratoire de recherche.

• Cytogénéticien·ne (Bac+5 minimum) : Il analyse les chromosomes pour détecter des anomalies génétiques liées aux divisions cellulaires. Ce métier s’exerce surtout en hôpital ou laboratoire médical.

• Technicien·ne en procréation médicalement assistée (Bac+3 minimum) : Il manipule les gamètes et embryons issus de la méiose pour favoriser la fécondation in vitro. Il travaille dans des cliniques spécialisées en fertilité.

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